第1章 エネルギーおよびエネルギーシステム |
1・1 エネルギー 1 |
1・1・1 概説 1 |
1・1・2 エネルギーの分類 2 |
1・1・3 エネルギー変換 3 |
1・1・4 エネルギーの輸送(輸送形態やその特徴) 4 |
1・1・5 エネルギー貯蔵 5 |
1・1・6 エネルギー利用 7 |
1・2 エネルギーシステム 8 |
1・2・1 エネルギーシステムとエネルギー要素技術 8 |
1・2・2 エネルギーの有効利用と省エネルギー 10 |
1・2・3 エネルギーと環境 11 |
1・2・4 エネルギー・環境関連法規 13 |
1・2・5 新たなエネルギーシステムの展開 15 |
第2章 熱力学 |
2・1 熱平衡と温度・熱エネルギー 18 |
2・1・1 熱力学の系 18 |
2・1・2 熱平衡 18 |
2・1・3 温度 18 |
2・1・4 圧力と比体積 18 |
2・1・5 比熱容量と相変化の潜熱 18 |
2・2 熱力学の状態量 18 |
2・2・1 熱エネルギーと力学的なエネルギー 18 |
2・2・2 状態量と状態式 18 |
2・2・3 内部エネルギーとエンタルピー 19 |
2・3 熱力学の第一法則 19 |
2・3・1 熱力学の第一法則と状態変化 19 |
2・3・2 絶対仕事と工業仕事 19 |
2・4 熱力学の第二法則 20 |
2・4・1 熱力学の第二法則 20 |
2・4・2 熱機関とサイクル 20 |
2・4・3 可逆過程と不可逆過程 20 |
2・4・4 カルノーサイクル 20 |
2・4・5 熱力学温度 20 |
2・4・6 エントロピー 21 |
2・4・7 不可逆過程とエントロピー 21 |
2・5 熱力学の第三法則 21 |
2・6 熱力学の一般関係式 21 |
2・6・1 マクスウェルの関係式 21 |
2・6・2 比熱に関する一般関係式 22 |
2・6・3 内部エネルギーとエンタルピーの関係式 22 |
2・6・4 自由エネルギー 22 |
2・6・5 ジュール・トムソン効果 22 |
2・7 気体・液体・固体・超臨界流体 22 |
2・7・1 純粋物質の相とpvT関係 22 |
2・7・2 三重点・臨界点 23 |
2・8 理想気体 24 |
2・8・1 理想気体の状態式 24 |
2・8・2 半理想気体 24 |
2・8・3 理想気体の状態量 24 |
2・8・4 理想気体の状態変化 25 |
2・8・5 理想気体の混合 26 |
2・8・6 理想混合気体の性質 26 |
2・8・7 半理想気体の状態変化 26 |
2・9 空気などの気体 26 |
2・9・1 空気および燃焼ガスの性質と状態式 26 |
2・9・2 へリウム,水素,窒素および天燃ガスなどの性質 28 |
2・10 相変化を伴う実在流体 29 |
2・10・1 実在流体の熱力学性質 29 |
2・10・2 水および水蒸気の性質 29 |
2・10・3 作動流体(冷媒)の種類と性質 30 |
2・10・4 その他の実在流体の性質 32 |
2・11 湿り空気の性質と状態変化 32 |
2・11・1 湿り空気の性質 32 |
2・11・2 飽和湿り空気表 33 |
2・11・3 湿り空気の状態変化 33 |
2・12 混合媒体 34 |
2・12・1 混合気体の性質 34 |
2・12・2 理想溶液の性質 34 |
2・12・3 非理想溶液 34 |
2・13 各種サイクル 35 |
2・13・1 サイクルと熱効率,成績係数 35 |
2・13・2 カルノーサイクル,スターリングサイクル,エリクソンサイクル 36 |
2・13・3 内燃機関の理想サイクル 36 |
2・13・4 ガスタービンの理論サイクル 38 |
2・13・5 蒸気理論サイクル 39 |
2・13・6 複合理論サイクル 42 |
2・13・7 冷凍・ヒートポンプの理論サイクル 42 |
2・13・8 液化の原理 43 |
2・14 気体の流動 44 |
2・14・1 流れの一般基礎式 44 |
2・14・2 外部仕事を含まない定常一次元流れ 45 |
2・14・3 等エントロピー流れ 46 |
2・14・4 先細ノズルよりの等エントロピー噴流 46 |
2・14・5 末広ノズルよりの等エントロピー噴流 47 |
2・14・6 摩擦損失を伴うノズルよりの噴流 47 |
2・14・7 一様断面管路内の流れ 48 |
第3章 燃焼 |
3・1 燃焼の基礎理論 50 |
3・1・1 化学反応 50 |
3・1・2 量論計算 50 |
3・1・3 断熱火炎温度と平衡組式 51 |
3・2 燃焼現象 53 |
3・2・1 火炎の形態 53 |
3・2・2 燃焼反応 53 |
3・2・3 着火 54 |
3・2・4 予混合火炎 55 |
3・2・5 拡散火炎 58 |
3・2・6 液体燃焼 58 |
3・2・7 固体燃焼 59 |
3・2・8 デトネーション 60 |
3・3 燃焼装置内の燃焼 62 |
3・3・1 各種燃料の燃焼 62 |
3・3・2 燃焼装置内の流れと火炎構造 62 |
3・3・3 振動燃焼 62 |
3・4 燃焼に伴う環境汚染とその抑制 63 |
3・4・1 硫黄酸化物(SOx) 63 |
3・4・2 窒素酸化物(NOx) 64 |
3・4・3 粒子状物質 66 |
3・4・4 一酸化炭素,炭化水素 67 |
3・4・5 ダイオキシン類 67 |
3・4・6 濃度換算,排出係数と毒性換算 68 |
3・4・7 汚染物質の拡散 69 |
3・4・8 燃焼に伴う騒音 70 |
第4章 伝熱(物質移動を含む) |
4・1 伝熱の基本形態 72 |
4・1・1 伝熱 72 |
4・1・2 熱伝導と熱ふく射 72 |
4・1・3 対流と熱伝達 72 |
4・1・4 熱通過 72 |
4・2 熱伝導の基本 72 |
4・2・1 熱伝導の基本 72 |
4・2・2 熱伝導方程式 73 |
4・2・3 温度伝導率 74 |
4・2・4 凝固,融解を伴う系 74 |
4・2・5 無次元数 74 |
4・3 熱伝導方程式の解法 74 |
4・3・1 解析的方法 74 |
4・3・2 数値解法 75 |
4・3・3 その他の解法 75 |
4・4 ふく射伝熱の基礎 75 |
4・4・1 ふく射伝熱 75 |
4・4・2 基礎概念 76 |
4・4・3 実在の物質のふく射性質 77 |
4・4・4 表面のふく射性質 77 |
4・4・5 完全拡散性表面間のふく射伝熱 77 |
4・4・6 半透過性媒質の性質 78 |
4・5 熱放射による伝熱 79 |
4・5・1 ガス体の放射理論 79 |
4・5・2 ふく射輸送理論と輸送式 80 |
4・5・3 ふく射輸送式の解法 80 |
4・5・4 火炎等の熱放射 82 |
4・6 対流熱伝達の基本 82 |
4・6・1 対流の種類と熱伝達率 82 |
4・6・2 層流と乱流の熱輸送 83 |
4・6・3 対流熱伝達の基礎方程式 83 |
4・6・4 無次元数と境界層近似 84 |
4・7 強制対流層流熱伝達 85 |
4・7・1 平板に沿う強制対流層流熱伝達 85 |
4・7・2 管内流(内部流)の強制対流層流熱伝達 86 |
4・7・3 外部流の強制対流層流熱伝達 87 |
4・8 強制対流乱流熱伝達 89 |
4・8・1 乱流境界層および管内乱流 89 |
4・8・2 乱流場における熱・物質・運動量輸送 90 |
4・8・3 乱流場における流れと熱伝達の解析 91 |
4・8・4 平板に沿う強制対流乱流熱伝達 93 |
4・8・5 管内流(内部流)の強制対流乱流熱伝達 94 |
4・8・6 外部流の強制対流乱流熱伝達 95 |
4・9 自然対流熱伝達 97 |
4・9・1 基礎的事項 97 |
4・9・2 平板の自然対流熱伝達 98 |
4・9・3 物体まわりの自然対流熱伝達 100 |
4・9・4 管路および熱サイフォンの自然対流熱伝達 100 |
4・9・5 密閉空間内における自然対流熱伝達 102 |
4・10 その他の重要な対流熱伝達 103 |
4・10・1 高速気流の熱伝達 103 |
4・10・2 希薄気体の熱伝達 104 |
4・10・3 超臨界圧流体の熱伝達 105 |
4・10・4 液体金属の熱伝達 106 |
4・10・5 非ニュートン流体の熱伝達 107 |
4・10・6 流動層における熱伝達 107 |
4・10・7 化学反応を伴う対流熱伝達 109 |
4・10・8 電磁流体の対流熱伝達 110 |
4・11 プール沸騰熱伝達 111 |
4・11・1 沸騰現象 111 |
4・11・2 プール沸騰と沸騰特性曲線 111 |
4・11・3 核沸騰熱伝達 112 |
4・11・4 バーンアウト現象 113 |
4・11・5 膜沸騰熱伝達 113 |
4・12 強制流動沸騰熱伝達 114 |
4・12・1 二相流動現象と熱伝達 114 |
4・12・2 二相流の主要パラメータの性質 115 |
4・12・3 サブクールおよび低クオリティ域の熱伝達 115 |
4・12・4 中・高クオリティ域の熱伝達 116 |
4・12・5 強制流動沸騰流における限界熱流束 116 |
4・13 凝縮熱伝達 117 |
4・13・1 凝縮現象 117 |
4・13・2 滴状凝縮熱伝達 117 |
4・13・3 膜状凝縮熱伝達 118 |
4・13・4 多成分蒸気の凝縮 119 |
4・13・5 水平円管群における凝縮 119 |
4・14 物質移動 120 |
4・14・1 物質移動の基本 120 |
4・14・2 拡散 120 |
4・14・3 物質伝達と熱伝達のアナロジー 121 |
4・14・4 物質伝達を伴う熱伝達 121 |
4・15 伝熱促進と断熱 123 |
4・15・1 拡大伝熱面による伝熱促進 123 |
4・15・2 強制対流熱伝達の促進 123 |
4・15・3 相変化伝熱の促進 124 |
4・15・4 ヒートパイブ 125 |
4・15・5 保温,保冷と断熱 126 |
4・16 熱交換器の基礎 126 |
4・16・1 熱交換器流路の基本形式 126 |
4・16・2 熱通過率と対数平均温度差 126 |
4・16・3 熱交換器の設計計算法 127 |
4・16・4 熱交換器の形態と実際的留意事項 128 |
第5章 熱測定法 |
5・1 温度測定 133 |
5・1・1 温度計 133 |
5・1・2 温度測定に関する注意事項 134 |
5・2 熱的諸量の測定 134 |
5・2・1 熱量および比熱の測定 134 |
5・2・2 熱伝導率と温度伝導率の測定 135 |
5・3 ガス濃度測定 136 |
5・4 二相流測定 137 |
5・4・1 気液二相流 137 |
5・4・2 固気・固液二相流 139 |
5・5 ミクロ物性計測法 139 |
5・5・1 ミクロ温度計測法 139 |
5・5・2 ミクロ熱物性測定法 140 |
5・5・3 ナノカロリメトリー 140 |
第6章 熱物性値 |
6・1 総論 142 |
6・2 気体,液体,超臨界圧流体の熱物性値 142 |
6・3 液体金属と溶融塩の熱物性値 151 |
6・4 固体の熱物性値 151 |
6・5 燃料・燃焼生成物の熱物性値 152 |
6・5・1 固体燃料 152 |
6・5・2 液体燃料 153 |
6・5・3 気体燃料 154 |
6・5・4 燃焼生成物 154 |
6・6 放射性質および気体と液体の電気的性質 154 |
第7章 分子・マイクロ熱工学 |
7・1 分子レベルからの熱流体 158 |
7・1・1 量子力学 158 |
7・1・2 マクロな力学へ 158 |
7・2 分子動力学法 158 |
7・2・1 基礎式 159 |
7・2・2 分子間ポテンシャルモデル 160 |
7・2・3 マクロ量 161 |
7・2・4 境界条件 162 |
7・2・5 界面・相変化 163 |
7・3 直接シミュレーションモンテカルロ法 164 |
7・3・1 基礎式 164 |
7・3・2 粒子モデル解析 164 |
7・4 マイクロ熱工学 166 |
7・4・1 マイクロチャネルの熱流動 166 |
7・4・2 マイクロマシン 167 |
7・4・3 半導体冷却 168 |
7・4・4 マイクロ熱交換器 168 |
7・4・5 三相界線 169 |
索引(日本語・英語) 巻末 |
第1章 エネルギーおよびエネルギーシステム |
1・1 エネルギー 1 |
1・1・1 概説 1 |
1・1・2 エネルギーの分類 2 |
1・1・3 エネルギー変換 3 |
1・1・4 エネルギーの輸送(輸送形態やその特徴) 4 |