技術者・研究者向け伝熱の必須基礎知識 習得講座

機械は、何らかのエネルギーを得て人や社会に役に立つ仕事をしますが、エネルギーを100%仕事に変換することは不可能です。機械が仕事として取り出せなかったエネルギーは、最終的にすべて熱エネルギーとして排出されるので、機械と熱は切っても切れない関係があるのです。したがって、適切な廃熱処理や熱エネルギー変換が重要となります。伝熱工学とは、熱の流れを知り、機械を有効に動作させたり、物質に温度場や熱の授受を行ったりして工学的に利用するものです。伝熱工学は、先端工業技術分野、生体・医療・食品分野、各種設備への応用、民生用品への応用など多くの分野で活用されていて、身近な機械や産業プラント、衣・食・住に関わるものなど多岐にわたっています。最近では、省エネルギーの観点から熱交換器に関する社会的な要求が高まっており、伝熱性能が優れた熱交換器が求められています。 　本セミナーでは、分野や経験年数を問わずに技術者が出会う熱に関する問題を解決するための基礎知識を身につける事を目的とします。また、最近では熱をよく知らなくても簡単に伝熱解析のソフトをコンピュータで動かすことができるので、問題の本質を見極めることなく誤った結果に基づく議論がしばしば起こっているようです。これらの多くは、数値解析の基礎知識をほんの少し持っていれば回避できるのです。本セミナーでは熱の伝わり方を易しく述べるととともに、伝熱解析の基本概念をやさしく解説します。また、伝熱解析における差分法や有限要素法による数値解析についても解説し、厳密解、数値解、実験による解の違いを理解し、実務で伝熱解析を活用できるようにします。また、熱交換器の設計を例に、熱設計の基本知識について解説します。放熱、吸熱を伴う機器を扱っている技術者や伝熱解析を行おうとする技術者、熱に関連するいろいろな分野の方に受講をお薦めします。

1. 熱工学の基礎的事項
   1. 熱工学と伝熱工学
   2. 熱力学の法則
   3. 熱と単位
2. 移動現象の基礎的事項
   1. 移動現象
      1. 流体の摩擦力
      2. 熱の移動
      3. 拡散
   2. 流体の移動
      1. 層流と乱流
      2. 流体の種類
      3. 速度境界層
   3. 熱の移動
      1. 熱移動の様式分類
      2. 熱伝導率
      3. 熱伝達率
      4. 温度境界層
3. 伝熱における理論と応用
   1. 熱伝導の基礎方程式
   2. 無限平板内の温度分布と熱流束
   3. 異質多層平板内の温度分布と熱流束
   4. 層流熱伝達率
      1. 円管内の強制対流熱伝達
      2. 水平平板上の強制対流熱伝達
      3. 垂直平面の自然対流熱伝達
   5. 乱流熱伝達
      1. 摩擦係数からの乱流熱伝達の類推
      2. 円管内の強制対流乱流熱伝達
      3. 平板の乱流熱伝達
   6. フィン
      1. フィンからの放熱量
      2. フィン効率
   7. その他の伝熱
      1. 沸騰と凝縮
      2. 放射
4. 数値計算法 (伝熱問題に用いられている数値計算法のポイント)
   1. 数値計算の概要
   2. 差分法と有限要素法
   3. 定常伝熱問題の数値計算
   4. 非定常伝熱問題の数値計算
   5. 境界条件の取扱い
   6. 熱伝導問題とCAE活用
5. 熱交換器の設計
   1. 熱交換器の種類
   2. 向流と並流
   3. 対数平均温度差
   4. 汚れ係数
   5. 熱交換器の設計手順
   6. 熱交換器の設計計算例
6. 伝熱問題と解決へのアプローチ
• 質疑応答