☆伝熱工学特論（Advanced Basic Heat Transfer）[4201]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

　古くから今日に至るまで，高熱負荷条件の熱移動技術の代表例として相変化を利用した伝熱現象（水の沸騰や氷の融解等）が，産業界および日常生活で使われつづけている。エネルギー問題および地球環境問題が取りざたされている現代および近未来においても，この相変化伝熱技術は手軽で安価で高い能力を有する熱輸送手段として重要な位置を占める（例えば，ヒートパイプによるMPUの冷却や氷蓄冷等）。
　本講義では，熱力学，流体力学および伝熱工学に基礎をおき，主として気液の相変化伝熱現象を定量的にも理解することを目的とする。併せて，幾つかの演習問題を解くことにより，熱工学のセンスを磨く。

＜授業計画＞

１. 自然対流熱伝達（プール沸騰への準備）：Boussinesq近似、微分法、境界層近似、相似解
２. 自然対流熱伝達II：Buckinghamのπ定理、積分法、実験相関式
３. 放射伝熱（膜沸騰熱伝達への準備）：電磁波、射出能、黒体放射（Planckの法則）、Stefan-Boltzmannの法則
４. 放射伝熱II：灰色体、Kirchhoffの法則、形態係数、放射熱伝達
５. 相，相変化および相平衡の概説：相律、Clausius-Clapeyronの式、van der Waalsの式、臨界点と過熱限界、平衡条件と安定条件
６. 沸騰伝熱概説：沸騰曲線
７. 相の安定性（平衡条件と安定条件）、沸騰開始条件、蒸発の素過程
８. 核沸騰熱伝達と気泡力学（慣性支配と熱拡散支配）、気泡サイクル、発泡点密度
９. 限界熱流束：概要、相関式、各種モデル、圧力依存性
10. 界面安定性（線形安定論：Rayleigh-Taylor不安定とKelvin-Helmholtz不安定）と膜沸騰熱伝達（Bromleyの式）
11. 極小熱流束点および遷移沸騰熱伝達
12. 流動沸騰と沸騰熱伝達の促進法
13. 凝縮熱伝達：凝縮の素過程、膜状凝縮と滴状凝縮
14. 最終試験

＜成績評価方法及び水準＞

原則として最終試験（レポート形式）で評価し、６０点以上の者に単位を認める。

＜教科書＞

特に、定めない。

＜参考書＞

(1)　日本機械学会編，沸騰熱伝達と冷却，日本工業出版
(2)　甲藤，伝熱概論，養賢堂
(3)　棚澤・西尾・前川，伝熱工学，朝倉書店
(4)　庄司，伝熱工学，東大出版会
(5)　甲藤・佐藤・西川・水科・森，伝熱学特論，養賢堂

＜オフィスアワー＞

主として，講義日（木曜日）の昼休み、講義教室にて。授業終了直後、その旨申し出て下さい。

＜学生へのメッセージ＞

熱力学（化学熱力学も含む）を始め、流体力学および伝熱工学を基礎に、相変化伝熱に関する知識を展開します。併せて、放射伝熱に関し量子力学、蒸発および凝縮の素過程に関し気体分子論の基礎知識も利用します。

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