| 開講学期／Course Start | 2020年度／Academic Year 前期／First |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 月/Mon 9,月/Mon 10 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | 応用理化学系学科 |
| 対象学年／Year | 3年,4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 主専門教育科目 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 選択 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 講義科目 |
| 授業科目名／Course Title | 機械的単位操作／Mechanical Unit Operations |
| 単位数／Number of Credits | 2.0 |
| 担当教員名／Lecturer | 吉田雅典,藤本敏行 |
| 時間割コード／Registration Code | C3612 |
| 連絡先／Contact |
吉田雅典(0143-46-5761 myoshida@mmm.muroran-it.ac.jp) 藤本敏行(H304 5760 fjmt@mmm.muroran-it.ac.jp) |
| オフィスアワー／Office hours |
吉田雅典(月，金曜日16:15-17:45)
藤本敏行(月・水曜日 11:55-12:45 応用理化学系学科のホームページまたは教員室前に掲示してあるオフィスアワーで確認してください。 授業が遠隔で行われている間は、E-mailやMoodleのフォーラムでコンタクトしてください。) |
| 実務経験／Work experience |
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| 更新日／Date of renewal | 2020/04/15 |
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| 授業のねらい ／Learning Objectives |
機械的操作は化学プロセスにおける，拡散操作と並ぶ物理的な単位操作です．操作の基本は流体の流れおよび粒子の運動の力学的な解析であることから多くは流体工学との関連で説明されます．ここでは，機械的操作の原理を理解し，化学プラントでの操作を担う装置について操作設計の基本を身に付けることを目的とします． |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
・機械的操作の原理を系統的に理解する．（20%） ・流体の流れと粒子の運動を適当な物理量と式により表記できる．（30%） ・粒子の“大きさ”に関する取扱いができる．（10%） ・各種機械的装置の操作設計法を習得する．（40%） |
| 授業計画 ／Course Schedule |
総講義時間は22.5時間． 第1回： 粉体に関する工学と単位操作について導入する（教科書p. 215）． 第2回： 粒子の“大きさ”に関して，幾何学的な大きさ，相当径，比表面積径などについて説明する（教科書p. 217）． 第3回： 粒子の“大きさ”の分布を説明し，その分布を表す方法について説明する（教科書pp. 218-220）． 第4回： 流体からの粉体の分離に関して，液相系，気相系の違いについて説明し，単一粒子の運動，重力下での運動を解説する（教科書p. 196, pp. 221-224）． 第5回： 流体からの粉体の分離に重要な，遠心力場，電界中での粒子の運動，障害物周りの粒子の運動について解説する（教科書pp. 224-227）． 第6回： 気体からの粉体の分離に関して，重力分離，サイクロン，エアフィルターについて解説する（教科書pp. 227-232）． 第7回： 液体からの粉体の分離に関して，濾過，沈降濃縮について解説する（教科書pp. 232-238）． 第8回： 化学プロセスにおける機械的操作について導入する（教科書pp. 1-4）． 第9回： 機械的操作を，粉砕，混合，分離（分級，集塵，濃縮，清澄，濾過など）に分けて概説し，併せて機械的操作と拡散操作の相違を説明する（教科書pp. 6-8）． 第10回： 流体の流れ．流体（簡単には気体または液体）の流れについて，本科目に必要である基礎的および実用的な事項を説明する（教科書pp. 185-189）． 第11回： 流れ系におけるエネルギーの収支．流れ系すなわち，物質の流入と流出がある開いた系でのエネルギーの収支を記述する式を導出する（教科書pp. 199-205）． 第12回： 円管内の流れ．断面が円形である管における流体の流れを考察し，エネルギー損失を予測する方法を説明する（教科書pp. 189-197）． 第13回： 粒子充填層内の流れ．粒子が充填された層における流体の流れを考察し，エネルギー損失を予測する方法を説明する（教科書pp. 197-199）． 第14回： 流体輸送と機械．流体輸送を行うための機械を含む配管系についてエネルギー収支式を適用し，機械の容量（外部からのエネルギーの入力）を決定する方法を概説する（教科書pp. 205-207）． 第15回： 前半部分のまとめ 第16回： 定期試験 課題として演習に取り組む時間を適宜設けます．結果を整理して，レポートで提出してもらいます． 新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い、学生への十分な周知のもと、授業計画・授業実施方法は変更する可能性があります。 |
| 教科書 ／Required Text |
基礎化学工学 化学工学会編 培風館 1999(ISBN:4563045551) |
| 参考書等 ／Required Materials |
輸送現象 水科篤郎, 荻野文丸著 産業図書 1981(ISBN:478282520X) |
| 教科書・参考書に関する備考 |
上の教科書は,科目「拡散単位操作」でも使用する予定です． 上の参考書は,科目「移動論」で教科書として使用する予定です． |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
それぞれの目標について，計算を主とする課題と定期試験により到達度を評価します．その割合は課題：定期試験で20:80とし，評点60%以上を合格とします． 状況に応じて再試験を行う予定です．再試験で合格した場合の評点は60%とします． 新型コロナウイルス感染症の流行状況に伴い、学生への十分な周知のもと、成績評価方法は変更する可能性があります。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
筆記用具の他，レポート用紙，電卓を常備してください． |
| 教員メッセージ ／Message from Lecturer |
授業ではいくつかの現象を式で記述します．式の意味を十分に理解して，それを計算にうまく利用するように努めてください． |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
（応用化学コース・バイオシステムコース） この授業の単位修得は，応用化学・生物工学プログラムの学習・教育到達目標の，(B2) 化学または生物分野の技術課題に対応して専門性を発揮できるように，理論と実験において応用化学あるいは生物工学に関する専門知識を習得する（2・3・4年）、に対応している。 JABEE基準1の｢(d) 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力｣に対応している。 （応用物理コース） 応用物理コースでは，(B) 問題の本質を理解した上で，自ら課題を設定し，必要な情報を収集･分析して，状況に応じた具体的な解決方法を提示できるようになる，に対応している． |
| 関連科目 ／Related course |
「化学工学基礎」および「移動論」を履修しておいてください． できれば以降の「拡散単位操作」を履修し，拡散操作と機械的操作の間の相違を十分理解するように努めてください． |
| 備考 ／Notes |
なし |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
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| 該当するデータはありません | ||||
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Active learning 1-1 ／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等） |
課題として演習に取り組む時間を適宜設けます．結果を整理して，レポートで提出してもらいます． |
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Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
15%～50% |
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Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
該当なし |
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Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
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Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
該当なし |
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Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |