移動現象論 / Transport Phenomena  

  青木 秀之, 渡邉 賢  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

各種工業プロセス内では運動量移動、熱移動、物質移動、化学反応による変化過程などが複雑に絡み合い、それらを一括して移動現象と称する。この授業では、移動現象論の最も基礎である運動量ならびに熱（エネルギー）移動についての専門基礎知識を学ぶ。

２．概要

工業プロセス内では流体あるいは固体の流れがあり、加熱・冷却される場合が数多い。熱と物質移動の解析によりプロセス設計・操作の最適化を図ることは化学工学の基礎でもある。移動現象論を通して化学工学の必要性と意義，流体力学の基礎、流体輸送機器の取り扱いなどを学ぶ。

３．達成目標等

この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。

・熱及び物質収支の取り方を理解し、プロセスの定量的把握手法を修得する。

・粘性流体の性質と運動量方程式の立て方を理解する。

・エネルギー保存式からベルヌーイの式を誘導し、その応用を図ることができる。

・種々の流動抵抗をベルヌーイの式に組み込み、ポンプ動力を解析できる。

・ポンプやブロワーなどの流体輸送機器の原理を理解し、その特徴を説明できる。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Objective

Momentum, heat and mass transfer and chemical reactions simultaneously occur in the process of chemical industries and these are collectively called Transport Phenomena. This course provides students with fundamental knowledge of transport phenomena, such as momentum and heat (energy) transfer.

2. Summary

Solid and fluid flow is generally used in industrial process with heating and cooling. To optimize the process design and its operation, analysis of heat and mass transfer is required. Students understand necessity and significance of chemical engineering, basic fluid dynamics and fluid machines through this course.

3. Target

Targets of this course are:

1) Students learn the calculation method of heat balance and material balance, and these quantitative balance in an objective process.

2) Students understand the characteristics of viscous fluid and the derivation method of momentum equation of fluid.

3) Students derive Bernoulli's equation from the law of conservation equation of energy, and they can apply Bernoulli's equation to industrial problems.

4) Students can calculate pump power by considering various fluid mechanical loss.

5) Students understand the mechanism of fluid machines such as pump and blower and explain these characteristics.

  エネルギー工学 / Energy Technology  

  青木 秀之  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

「移動現象論」に引き続き、熱機器や反応器を設計する際に必要となるエネルギー工学の基礎および物質移動の基礎知識を修得する。「移動現象論」と「エネルギー工学」のセットで移動論が完結する。

２．概要

工業プロセス内では流体あるいは固体の流れがあり、加熱・冷却される場合が数多い。熱と物質移動の解析によりプロセス設計・操作の最適化を図ることは化学工学の基礎でもある。本授業により熱や物質を扱う機器の原理およびその効率化向上策などを学ぶ。

３．達成目標等

この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。

・化学工業プロセスを高効率で操作するために、熱や物質移動現象を理解し解析できる。

・熱伝導方程式の誘導と定常・非定常解の解析ができる。

・熱機器の原理を理解し、簡単な設計法を展開できる。

・物質移動現象の原理を理解し、その解析ができる。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Objective

Following the course, Transport Phenomena, students learn basic heat and mass transfer which are required to design the thermal equipment and reactor. The set of "Transport Phenomena" and this "Energy Engineering" complete the "Rate Processes".

2. Summary

 Solid and fluid flow is generally used in industrial process with heating and cooling. To optimize the process design and its operation, analysis of heat and mass transfer is required. This course provides students with principle of equipment related with energy and mass transfer, and improvement of the equipment.

3. Target

Targets of this course are:

1) Students understand the phenomena of heat and mass transfer for effective operation of chemical industrial plant.

2) Students can derive heat conduction equation from Fourier's law, and calculate steady and unsteady heat conduction.

3) Students understand the principle of thermal equipment and can conduct basic designing of the equipment.

4) Students understand the principle of mass transfer behavior and calculate mass transport phenomena.

  化学工学基礎 / Basic Chemical Engineering  

  長尾 大輔, 福島 康裕  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

化学プロセス・化学装置には種々あるが、それらを設計する際の基礎となる物質・エネルギーの収支（保存・移動）、物質変化（反応）に関する基礎知識修得を目的とする。

２．概要

種々のプロセスを対象として、化学工学熱力学、物質収支、エネルギー収支の概念、導出法を学ぶ。

３．達成目標等

この授業では主として以下のような能力を習得することを目標とする。

・与えられた条件で簡単なプロセスについて、相平衡、化学変化、物質移動について理解することができる。

・それを収支式として定式化でき、それを解して未知変数を求めることができる。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

This course covers basic chemical engineering to understand mass and energy balances including their conservation and transportation with and without chemical reactions. Based on chemical engineering thermodynamics, students will learn the concept of mass and energy balances and the approaches to derivation of their balance equations for a variety of chemical engineering processes. The course is designed to understand phase equilibrium, chemical change and mass transportation under given conditions for simple processes. Formulation of the balance equations to acquire unknown parameter in the processes will be learned in the course.

  移動現象論 / Transport Phenomena  

  大森 俊洋  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

本授業は対面で火曜日2講時に行う。授業情報の提供は Google Classroom も使用する。

１．目的

材料製造プロセスにおいて重要な運動量、熱および物質の移動（総称：移動現象）に関する基礎知識修得を目的とする。

２．概要

移動現象の共通法則、次元解析と無次元相関式、収支式（微分方程式）の立て方、収支式の解き方等について、簡単な材料製造プロセスの例を用いて述べる。

３．達成目標等

この講義では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。

・本系の学習・教育目標のA, B, Dに関する能力を修得する。

  記号A-Mについては、マテリアル・開発系の教育目標を参照のこと。

  https://www.material.tohoku.ac.jp/department/purpose.html

・ 材料製造プロセスにおける移動現象の役割を理解する。

・ 移動現象間の類似性を分子運動の見地から理解する。

・ 異相間移動速度の定式と次元解析による無次元相関式の導出法を理解する。

・ 収支式の立て方と微分方程式の基礎的解法を理解する。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

In this course, lectures will given in a lecture room on Tuesday from 10:30 to 12:00. The class information will be provided via Google Classroom. To access the Classroom, please check the website (https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

1. Goals

The main goal of this course is to let students acquire basic knowledge about transport phenomena in materials processing. Transport phenomena include fluid flow, heat and mass transfer.

２．Outline

General laws of transport phenomena, dimensional analysis and dimensionless correlation equations, derivation of balance differential equations and methods of their solution will be described using material manufacturing processes as examples.

3. Achievement target, etc.

 ・The objective of this class is to acquire the following skills and abilities.

 ・The role of transport phenomena in the material processing.

・ The similarity between transport phenomena from the viewpoint of molecular motion.

・ The main relationships for the transfer rate between different phases and derivation of the dimensionless

   correlation equations using the dimension analysis.

・ Formulation of the balance equations and the basic solutions of differential equations.

  (IMAC-U)　流体力学Ⅰ / (IMAC-U)Fluid Mechanics I  

  佐藤 岳彦  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

エンジニア・研究者の基礎知識として必要な流体運動の基礎知識，および流体力学を総合的かつ普遍的に把握する方法や考え方を学ぶ．

２．概要

流体の物理的性質，静水力学，圧力と速度の関係，流れが物体に及ぼす力，流体力学の数理的手法の基礎，管路内や物体まわりなどの実際の流れ現象，流れの工学的応用等，流体力学全般の基礎知識を学ぶ．

３．達成目標等

この授業では，主に以下のような能力を修得することを目標とする．

・流体運動の基本的性質を理解し，流れの物理現象を説明することができる．

・流体運動の解析方法や計測の基礎を理解する．

・流れが工学的にどのように応用されているかを理解する．

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Class goals and outline

To learn fundamentals of fluid motion and phenomena and to understand how to calculate pressures and velocities in both static and flowing fluids, forces on submerged objects, and dimensionless numbers for the design of experiments.

2. Course outcomes

Learning fundamentals of fluid such as physical characteristics of fluids, fluid statics, pressure and velocity of fluids, continuity equation, equation of motion, viscous flow in pipes, forces on submerged objects, and fluid applications for engineering.

3. Learning attainment objectives

After this course, students will demonstrate the following outcomes:

- An understanding of fluid mechanics fundamentals and an ability to explain fluid phenomena using the Bernoulli equation, Momentum theorem, Euler’s equation, and dimensional analysis.

- An ability to calculate velocity profiles and forces on objects submerged in flows and an understanding of engineering applications of fluid.

  流体力学Ⅰ / Fluid Mechanics I  

  石川 拓司  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的

エンジニア・研究者の基礎知識として必要な流体運動の基礎知識，および流体力学を総合的かつ普遍的に把握する方法や考え方を学ぶ。

２．概要

流体の物理的性質，静水力学，圧力と速度の関係，流れが物体に及ぼす力，流体力学の数理的手法の基礎，管路内や物体周りなどの実際の流れ現象，流れの工学的応用等，流体力学全般の基礎知識を学ぶ。

３．達成目標等

この授業では，主に以下のような能力を修得することを目標とする。

・流体運動の基本的性質を理解し，流れの物理現象を説明することができる。

・流体運動の解析方法や計測の基礎を理解する。

・流れが工学的にどのように応用されているかを理解する。

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Class goals and outline

To learn fundamentals of fluid motion and phenomena and to understand how to calculate pressures and velocities in both static and flowing fluids, forces on submerged objects and dimensionless number for design of experiments.

2. Course outcomes

Learning fundamentals of fluid such as physical characteristics of fluids, fluid statics, pressure and velocity of fluids, continuity equation, equation of motion, viscous flow in pipes, forces on submerged objects and fluid applications for engineering.

3. Learning attainment objectives

After this course, students will demonstrate the following outcomes:

- An understanding of fluid mechanics fundamentals and an ability to explain fluid phenomena using Bernoulli equation, Momentum theorem, Euler’s equation and dimensional analysis.

- An ability to calculate velocity profile and forces on objects submerged in flows and an understanding of engineering applications of fluid.

  熱・物質輸送論 / Heat and Mass Transfer  

  菊川 豪太  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

本講義はGoogle Classroomを使用します．

クラスコード: y4ojaiu

１．目的　

複雑な伝熱・物質輸送のメカニズムを幅広いスケールに渡って学ぶ．

２．概要　

伝熱学で習得した伝熱現象の基礎知識を踏まえ，幅広いスケールに渡って熱・物質輸送現象のメカニズムを講義する．

３．達成目標等　

・ミクロスケールから熱力学の概念を捉え直し，統計物理学の基礎的概念を理解する．

・熱・物質輸送現象をミクロ・マクロスケールに渡って原理的に理解し，応用について考察できる．

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

This class uses Google Classroom.

Class code: y4ojaiu

In this course, heat and mass transport phenomena are discussed from a broader viewpoint ranging from microscale to macroscale. Thermodynamic quantities are revisited with microscopic descriptions. The basic principles of statistical physics are given in order to understand the relationship between macroscopic thermodynamics and microscopic mechanics. Based on the above basics, the derivation of governing equations for mass transport phenomena, essential analogy between heat transfer and mass transfer, and application cases in the engineering are discussed.

  流体力学Ⅰ / Fluid Mechanics I  

  大林 茂  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは「efek4i4」

１．目的

エンジニア・研究者の基礎知識として必要な流体運動の基礎知識，および流体力学を総合的かつ普遍的に把握する方法や考え方を学ぶ。

２．概要

流体の物理的性質，静水力学，圧力と速度の関係，流れが物体に及ぼす力，流体力学の数理的手法の基礎，管路内や物体まわりなどの実際の流れ現象，流れの工学的応用等，流体力学全般の基礎知識を学ぶ。

３．達成目標等

この授業では，主に以下のような能力を修得することを目標とする。

・流体運動の基本的性質を理解し，流れの物理現象を説明することができる。

・流体運動の解析方法や計測の基礎を理解する。

・流れが工学的にどのように応用されているかを理解する。

オンライン授業の場合は以下のクラスコードを利用すること：

TB13071 efek4i4

TB13072 ztvtp4v

TB13073 zzydnwc

TB13074 ohniuri

1. Class goals and outline

To learn fundamentals of fluid motion and phenomena and to understand how to calculate pressures and velocities in both static and flowing fluids, forces on submerged objects and dimensionless number for design of experiments.

2. Course outcomes

Learning fundamentals of fluid such as physical characteristics of fluids, fluid statics, pressure and velocity of fluids, continuity equation, equation of motion, viscous flow in pipes, forces on submerged objects and fluid applications for engineering.

3. Learning attainment objectives

After this course, students will demonstrate the following outcomes:

- An understanding of fluid mechanics fundamentals and an ability to explain fluid phenomena using Bernoulli equation, Momentumtheorem, Euler’s equation and dimensional analysis.

- An ability to calculate velocity profile and forces on objects submerged in flows and an understanding of engineering applications of fluid.

When the class is held online, use the class code as follows:

TB13071 efek4i4

TB13072 ztvtp4v

TB13073 zzydnwc

TB13074 ohniuri

  流体力学Ⅰ / Fluid Mechanics I  

  宇野 正起  

  工  

   

   

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この講義は、これまで4クラス並列開講でしたが、今年度からサテライト開講となります。機５講義室で講義担当者が授業をし、それを機４、機６講義室に配信する形式となります。機５講義室は、講義担当者クラスの学生を優先します。

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１．目的

エンジニア・研究者の基礎知識として必要な流体運動の基礎知識，および流体力学を総合的かつ普遍的に把握する方法や考え方を学ぶ。

２．概要

流体の物理的性質，静水力学，圧力と速度の関係，流れが物体に及ぼす力，流体力学の数理的手法の基礎，管路内や物体周りなどの実際の流れ現象，流れの工学的応用等，流体力学全般の基礎知識を学ぶ。

３．達成目標等

この授業では，主に以下のような能力を修得することを目標とする。

・流体運動の基本的性質を理解し，流れの物理現象を説明することができる。

・流体運動の解析方法や計測の基礎を理解する。

・流れが工学的にどのように応用されているかを理解する。

クラスコード：ohniuri

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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。

学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of

the School of Engineering:

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

* Until last year, 4 parallel classes had been open for this lecture. From this year, the lecture is given by satellite-style. The lecturer gives the lecture at the lecture room 5 (機5講義室), and the same lecture is streamed to the lecture room 4 and 6.

The lecture 5 room is preferentially available for students in the class of the lecturer of the day.

1. Class goals and outline

To learn fundamentals of fluid motion and phenomena and to understand how to calculate pressures and velocities in both static and flowing fluids, forces on submerged objects and dimensionless number for design of experiments.

2. Course outcomes

Learning fundamentals of fluid such as physical characteristics of fluids, fluid statics, pressure and velocity of fluids, continuity equation, equation of motion, viscous flow in pipes, forces on submerged objects and fluid applications for engineering.

Class Code: ohniuri

  移動現象工学 / Transport Phenomena  

  担当教員  

  工  

   

   

流動、伝熱および物質移動を総称した移動現象工学は、物質循環システムを解析する上の基本学理であるので、流体力学、熱工学および物質移動速度論を理解させ、それらを複合した応用技術である燃焼工学についても講義する。

Transport phenomena, which cover fluid flow, heat transfer, and mass transfer, is fundamental laws for analyzing material recycling systems. The lecture will cover fluid mechanics, thermal engineering, and mass transfer kinetics, as well as combustion engineering, which is an applied technology that combines these three fields.