ビデオ講義
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化学工学伝熱
熱伝導、対流、放射、そしてプラントを動かす熱交換器
リボイラーと凝縮器はプラントのユーティリティ費用の大部分を占め、ほぼすべての流体がフローシートのどこかで加熱されるか冷却されています。本コースは、化学工学カリキュラムにおける輸送現象の流れを引き継ぐものです — 運動量移動が最初にあり、伝熱がその 2 番目であり、化学工学物質移動と分離 シリーズが三者を完成させます。
シリーズ概要
- 抵抗する — 熱伝導、対流、そして直列の熱抵抗
- サイジングする — 対数平均温度差が熱負荷を伝熱面積に変える
- 変わる — 沸騰と凝縮: 最良にして最も危険な伝熱
- 放射する — 4 乗則と、それが支配する炉
- 設計する — コンパクト熱交換器、汚れ管理、そしてプロセス強化
flowchart LR
A["Resistances
& U"] --> B["Exchangers
& LMTD"] B --> C["Boiling &
Condensation"] C --> D["Radiation
& Furnaces"] D --> E["Design &
Intensification"]
& U"] --> B["Exchangers
& LMTD"] B --> C["Boiling &
Condensation"] C --> D["Radiation
& Furnaces"] D --> E["Design &
Intensification"]
各章の内容
| 章 | タイトル | 学べること |
|---|---|---|
| 1 | 熱伝導、対流、そして総括伝熱係数 | フーリエの法則、境膜伝熱係数、直列の抵抗、汚れ |
| 2 | 熱交換器と対数平均温度差（LMTD） | 向流と並流、対数平均温度差、完全なサイジング計算例、ε-NTU |
| 3 | 沸騰、凝縮、そして蒸発缶 | 沸騰曲線と限界熱流束、膜状凝縮、多重効用蒸発 |
| 4 | 放射伝熱と炉 | ステファン–ボルツマンの法則、放射率、放射が支配するのはいつか、加熱炉 |
| 5 | 伝熱設計とプロセス強化 | プレート式熱交換器、汚れ管理、伝熱促進面、デジタルの層 |
本シリーズの対象読者
- 学生 — 化学工学流体力学シリーズからの輸送現象の流れを、プロセスの熱へと進める方
- エンジニア・研究者 — 熱交換器をサイジングし、汚れの問題を解決し、あるいは加熱炉まわりの設備を扱う立場にある方
- データサイエンティスト — 熱交換器の性能データを監視しており、ドリフトする U の背後にある物理を知りたい方
推奨される予備知識: 化学工学入門と流体力学。エネルギー収支と蒸気圧のつながりには熱力学シリーズが役立ちます。数学は代数の範囲にとどまり、いくつかの計算例が加わります。
関連シリーズ
化学工学入門、化学工学熱力学、化学工学流体力学 とともに、古典的な基礎のトラックを構成します。輸送現象の三者は 化学工学物質移動と分離 が完成させます。データ駆動の姉妹シリーズは プロセス・インフォマティクス入門 と プロセスモニタリング・制御入門 です。