授業科目名 : 化学工学量論

科目コード 73140
配当学年 2年
開講年度・開講期 平成29年度・後期
曜時限 水曜・1時限
講義室 W4
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義
使用言語 日本語
担当教員    所属・職名・氏名 工学研究科・教授・前一廣,工学研究科・教授・河瀬元明,工学研究科・准教授・牧泰輔,工学研究科・准教授・田辺克明

授業の概要・目的

全ての化学工学分野の基礎である物質の質量、体積、物質量、元素の物質収支、およびエネルギー収支の量的関係を講述する。具体的には、化学プロセス分野で扱う種々の問題において、物質とエネルギーの収支を組み立てていくときに必要な、物理学及び化学の諸原理を概説する。そして、それらを応用したプロセスの物質収支・成分(元素)収支・エネルギー収支の計算法について講述するともに実際に演習を通じて習熟する。

成績評価の方法・観点及び達成度

定期試験期間内の期末試験,講義の出席状況,講義中の演習課題ならびに宿題レポートの提出状況と内容によって評価する。

到達目標

複雑な化学工業プロセスを物質収支・熱収支の観点から解析でき、化学プロセスの設計、操作を定量的に扱える基礎能力を身につける。

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
次元と単位 1 物理量の測定の基本概念である「次元」と次元を表す手段である「単位」の表し方と重要性について述べる。
物質収支の基礎 3 量論の基礎法則である質量保存の法則に基づき物質収支の基本となる以下の事項について述べる。
 ・閉鎖系と連続系(流通系)
 ・定常操作と非定常操作
 ・混合物組成の表現方法
 ・単一装置に対する物質収支
 ・物質収支に関する例題演習
エネルギー収支の基礎 2 エネルギー保存則に基づきエネルギー収支計算の基本となる以下の事項について述べる。
 ・エネルギーの形態
 ・顕熱と潜熱の計算方法
 ・反応をともなわない場合のエネルギー収支計算
 ・エネルギー収支に関する例題演習
プロセスフローシートと単位操作 2 化学プロセスの構成単位である単位操作の一般的な解説とプロセスフローの読み方を解説する。また、単位操作の基本である物性差を利用した操作の扱い方の初歩を講術する。
複雑なプロセスの物質収支・エネルギー収支 2 化学反応・相変化をともなう場合の収支計算の一般的手順を説明する。また、多数の装置からなるプロセスの物質収支、分岐・合流およびサイクルがある場合の物質収支についても解説する。
化学工業プロセスの収支計算 3 複雑な化学プロセス工程の物質収支・エネルギー収支に関する演習を行う。
スケールアップの基本的な考え方 1 工業化に必須となるスケールアップについて、その方法論の概略を解説するおともに、装置設計に必要な速度論に関してのイントロダクションを行う。
学習到達度の確認 1 14回の講述内容に関して総合的演習を課し,学習到達度を確認する。

教科書

「基礎 化学工学」(須藤雅夫編著、共立出版、2012)

参考書等

適宜補助資料としてプリントを配布する。

履修要件

基礎物理化学・基礎物理化学演習・物理化学1(化学工学)での熱力学法則に関する基礎知識が必要。

授業外学習(予習・復習)等

講義の進行に応じてできるだけ多くの演習問題を課し、講義内容の修得に努める。毎週課題を課す。 関数電卓を持参すること。

授業URL

その他(オフィスアワー等)