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.

  プロセス解析工学特論 / Advanced Process Analysis and Modeling  

  青木 秀之  

  工  

   

   

Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ

https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html

（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。

各種工業プロセスにおいて、環境への配慮や省力化への要求が高まっている。このような工学問題を解決するために必要となる移動現象論的取り扱いを可能な限り簡単な数学モデルを用いて表現し、現象の解明および低公害化・省力化を目指したプロセス解析手法について解説する。

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

https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/doctoral.html (under "Timetable & Course Description")

Environmental protection and saving energy are required in industrial processes.　In order to solve these engineering problems, analytical method for the industrial process should be developed using simplified mathematical models based on transport phenomena. The objective of this course is educating for doctor course students to review the analytical method for understanding the transport phenomena and achieving low emissions and saving energy in industrial processes.

  プロセスシステム工学特論 / Advanced Process Systems Engineering  

  担当教員  

  工  

   

   

化学プロセスシステム工学の解析・設計・制御などの具体例を基にして、各理論体系の詳細を考察して更なる発展を計る。

The lecture covers the details of each theoretical system based on specific examples of analysis, design, and control of chemical process system engineering.

  プロセス要素工学特論 / Advanced Process Unit Operation  

  担当教員  

  工  

   

   

化学プロセスにおける種々のプロセス要素の詳細な解析と設計方法について、広範かつ深い専門知識を講義する。特に、単位操作及びリアクターの最適設計、最適計画、最適運転に関連する技術的問題点の探索と、その解決のための方法論を習得させる。

The course provides a broad and deep knowledge of detailed methods for analyzing and designing various elements of chemical processes. In particular, students are taught to seek out technical problems related to the optimal design and planning of unit operations and reactors, and to acquire methodologies for solving them.

  反応分離プロセス特論 / Advanced Process Reaction and Separation Processes  

  担当教員  

  工  

   

   

化学プロセスを構成する反応操作と分離精製操作について、プロセス工学的な立場から広範でかつ深い専門知識を講義すると共に、資源および環境保全を考慮した化学プロセスの設計方法を考察し、問題発見と設定の能力を錬磨する。合理的な反応プロセスの開発のための反応操作と分離操作のシステム化、最適化を含めたプロセス設計学を具体的な講義の対象とする。

The course provides broad and deep expertise from a process engineering standpoint on the reaction and separation/purification operations that constitute chemical processes, and examines methods of designing chemical processes in consideration of resource and environmental conservation. Process design including systemization and optimization of reaction and separation operations for the development of rational reaction processes will be the subject of specific lectures. The course will focus on process design, including systemization and optimization of reaction and separation operations for the development of rational reaction processes.

  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.

  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.

  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.

  化学・バイオ工学演習Ｃ / Exercises C  

  高橋 厚  

  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

化学工学に関連する講義で得られた知識をもとに、化学装置とプロセスの設計・運転に必要な事項を習得する。

２．概要

流動・伝熱・移動現象・相平衡・反応工学・プロセス制御・プロセス設計と、蒸留・熱交換・抽出・吸着・吸収・反応・乾燥・分離・撹拌について具体的な例を用いて基礎的な演習を行う。

３．達成目標等

この演習では、主に以下のような能力を習得することを目標とする。

 ・化学工学の基礎的なモデル化手法を理解し、モデル化と定量的な解析ができる。

 ・各種の化学装置とプロセスについて理解し、それぞれの基礎的な設計ができる。

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

Students learn topics required for design and operation of chemical equipment and processes based on the knowledge obtained from the lectures related to chemical engineering.

2. Outline

Students do fundamental practices for fluid flow, heat transfer, transport phenomena, phase change, reaction engineering, and process control and design as well as distillation, heat exchanger, extraction, absorption, reaction, drying, separation and stirring by using the specific examples.

3. Goal

The goal of this practice is to mainly acquire the following skills:

- To understand the fundamental modeling methodology of chemical engineering and to perform modeling and quantitative analysis.

- To understand the various chemical equipment and processes and to do their basic design.

  製錬・精製の速度論 / Reaction Kinetics in Matallurgical Processes  

  埜上 洋, 夏井 俊悟  

  工  

   

   

各種素材の製錬・生成は熱力学的考察の下にプロセス設計がなされるが、実際のプロセスにおいては、これに加えて化学反応，物質移動や熱移動など速度論的な制約を受けるため、実プロセスに含まれる諸現象の中から律速段階となる過程を抽出し、これを定量的に評価する必要がある。本講義では、実際の製精錬プロセスの中で生じている現象に対して、これまで学習してきた反応速度論や移動速度論がどの様に適用されているかを紹介し、速度論による現象の表現，解析および理解の手法について学ぶ。

この科目の実施形態は、講義室の講義を想定していますが、状況によりオンライン配信を利用する場合があります。講義情報と講義資料は Google Classroom を通じて発信します。Google Classroomのクラスコードを工学研究科Webページにて確認し登録すること。

大学院シラバス・時間割・履修登録(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html)

While the fundamental concepts of the material processes are usually made based on the thermodynamics, their process designs need aspects of the kinetics, for example chemical reaction, heat transfer, mass transfer, and so on. In this course, the students learn about the several kinetic processes that are taken out from the actual smelting and refining processes.

This lecture will be given in an actual classroom. The lecture style, however, will be changed if necessary. Information and documents about this lecture will be distributed through "Google Classroom". Check the class code for Google Classroom at School of Engineering Website and register to this class.

https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")