理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
MEC500X1（機械工学 / Mechanical engineering 500）燃焼工学特論Combustion Science & Technology
川上 忠重Kawakami TADASHIGE
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学研究科Graduate School of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | YA012 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期集中/Intensive(Fall) |
| 曜日・時限Day/Period | 集中・その他/intensive・other courses |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | 2 |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| カテゴリーCategory | 機械工学専攻 |
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Outline (in English)
(Course outline)
This course introduce the applications of concepts and principle about combustion theory and their evaluation of internal combustion engine and gas turbine in heat engineering.
(learning objectives)
The specific objectives of this integrated subjects are to
1)be able to explain the application concepts of combustion such as chemical kinetics, conservation equations for multicomponent reaction systems, detonation, premixed laminar flames, gases diffusion flames and combustion of a single liquid fuel droplet.
2)be able to understand and explain the combustion characteristics of pre-mixed flames, diffusion flame and solid combustion(flame propagation, ignition and flame stabilization, combustion of droplets and sprays and combustion of coal)
(Learning activities outside of classroom)
Students will be expected to have completed the required assignments after each class. Your study time will be more than four hours for a class.
(Grading criteria/Policies)
Your final grade will be decided according to the following process:
・The ratio of class attendance over 70％（over 10/14) will be decided the final grade
・Usual performance score 60%, term-end examination 40%
To pass, students must earn at least 60 points out of 100.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
燃焼工学の歴史と現在の燃焼についての知識を必要とする分野における基礎理論およびその応用について講述する。特に現在、環境問題の観点から着目されている、各種燃焼形態の燃焼技術、化学反応、着火過程など、工学的に重要な燃焼現象の理論について教授する。
到達目標Goal
【到達目標】
1． 燃焼の物理的な基本現象の理解に基づいて、燃焼を支配する因子の作用について考察することができる。
2． 層流予混合火炎及び乱流予混合火炎等の火炎伝播、連鎖分岐反応メカニズム、素反応機構及び消炎理論の理解により、現象のモデル化、化学反応モデル、微分方程式、流体力学、熱伝達等に関する理解の応用について考察することができる。
3． 固体燃焼装置における火炎の安定化や有害成分の生成・抑制について考察することができる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」「DP3」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
燃焼工学における基礎事項、燃焼形態（予混合燃焼、拡散燃焼、群燃焼および固体燃焼）の理論的考え方および実機との対応について検討する。
講義中心の授業を実施するが、必要に応じて輪講形式、グループワークおよびポートフォリオにより実際面との関連について検討することにより理解を深める。
課題等の提出・フィードバックは、適宜、「学習支援システム」と授業を通じて行う予定である。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回[対面/face to face]：燃焼工学の歴史、燃焼の分類および律則過程
ファン・カルマンによって確立された燃焼工学の考え方、燃焼現象の分類方法および燃焼律則過程の定義
第2回[対面/face to face]：予混合燃焼（1）
アレニウス式による熱爆発理論及び爆発限界式
第3回[対面/face to face]：予混合燃焼（2）
予混合燃焼における連鎖分岐反応機構と連鎖分岐爆発理論
第4回[対面/face to face]：予混合燃焼（3）
着火条件でのエネルギー式及び消炎限界でのルイス数効果
第5回[対面/face to face]：予混合燃焼（4）
火炎伝播現象及びデトネーション(Hugoniot式との関係)
第6回[対面/face to face]：拡散火炎（1）
拡散火炎における境界層理論とダムケラー数
第7回[対面/face to face]：拡散火炎（2）
単一液滴の球対称一次元モデルを用いた準定常理論
第8回[対面/face to face]：拡散火炎（3）
単一液滴の球対称一次元モデルを用いた非定常理論
第9回[対面/face to face]：拡散火炎（4）
液滴列の燃焼機構及び噴霧燃焼における群燃焼
第10回[対面/face to face]：拡散燃焼（5）
群燃焼数と噴霧の着火機構（液滴型着火及び蒸気型着火）
第11回[対面/face to face]：固体燃焼（1）
固体燃料の燃焼形態と微粉炭燃焼におけるチャー燃焼
第12回[対面/face to face]：固体燃焼（2）
爆発性化合物と爆発性混合物の燃焼形態
第13回[対面/face to face]：燃料電池
燃料電池の作動原理および問題点
第14回[対面/face to face]：ロケットエンジン
ロケットエンジンの作動原理と燃料
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習時間は、各４時間を標準とします。】基礎熱学、工業熱力学、伝熱工学、内燃機関および燃焼工学が理解されていることが、講義理解の必須条件であり、適宜、講義内容について、上記科目の理解不足の部分について、積極的に学習する。
また、関連する専門書・論文等を調査し研究する。
テキスト（教科書）Textbooks
必要に応じて、講義中に配布する。
参考書References
必要に応じて、講義中に紹介する。
成績評価の方法と基準Grading criteria
評価方法： 授業への取組み(30%)および3回程度の課題提出レポート(70%)で評価するが、原則として出席率70%以上を成績評価対象とする。
評価基準： 本科目において設定した到達目標を60％以上達成している学生を合格とする。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
最新の研究動向に関する関心が高いので、適宜、必要に応じて講義内でも積極的に取り上げますが、授業後の考察も各自行ってください。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
各授業のお知らせ、教材の配布および課題提出等は、学習支援システムで行います。
その他の重要事項Others
【カリキュラムの中の位置づけ】
「エネルギー変換工学」における環境工学、燃焼工学、熱力学、化学反応、内燃機関、流体工学を基にした、総合科目である。
【この科目に先行して学ぶことが望まれる科目】
基礎熱学、工業熱力学、流れの基礎、水力学、伝熱工学、流体工学、内燃機関、
燃焼工学、エネルギー変換工学