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東京高専/伝わる熱の巻



東京工業高等専門学校

清水さん(機械工学科 准教授)

4月14日(火)

■全熱交換は湿気も含む

――全熱交換は先生のご研究とは関係あるのですか?

UCANの社長がおっしゃっている全熱交換は

「湿った空気による熱だけでなく湿気も含む熱交換」ですね。

出入りする二つの空気の間に和紙やアルミなどを置いて、

それで一方の空気の熱と湿気を同時に反対向きの空気に伝える。

つまり、空気が持つ熱(顕熱)と

空気中に含まれる水蒸気が液体の水になる時に放出する熱(潜熱)の

両方を反対向きの空気に湿気とともに伝えてくれます。

人に優しいとても素晴らしい方式ですね。

このとき和紙などを通して水と熱の両方の移動がありますね。

■「伝導」ではない「拡散」は呼吸に応用

私の研究室で行っているのも熱や物質の移動で、

熱の輸送や物質の「拡散」を伴います。

たとえばある濃度の二酸化炭素が、

パイプの中でどう拡散していくか、

その拡散の速さなどを測定しています。

「振動流中の拡散」がテーマですね。

振動流に興味を持ったのは、

キリンは首があんなに長いのになぜ呼吸できるのか、ということでした。

呼気・吸気の、一回あたりのわずかな換気量に対して、

長い首の内面には肺胞がないので、

ガス交換に寄与していない容積が結構大きいのに。

それを不思議だなと思ったあたりから始まりました。

この行ったり来たりする流れを振動流といい、

人工呼吸器にも応用されています。

振動流が乱流状態を作って拡散が増進されると考えています。

熱の伝導と物質の拡散は異なる現象ですが、

同じ偏微分方程式であらわされるので、

振動する空気中の炭酸ガスの拡散係数を求めるのと

同様に振動する水の中の熱拡散係数も測定したりしています。

■熱を伝導しやすい、意外な物質

UCANさんのやられている、

交換する空気間の熱交換率については、

主に熱伝導によるので、間に置く素材は、

和紙<アルミ<銅<銀<ダイヤモンドの順に適していると思います。

ダイヤモンドは意外にも熱伝導率がかなり高い。

ただし、凝縮した水分を吸収して

反対向きの空気の流路へ輸送してくれる強い毛細管力等を持つ素材と

広い表面積を実現する表面形状の工夫が必要でしょう。

■物質ではなく素子

一方、熱をよく伝える素子の代表は「ヒートパイプ」で、

パイプの中の物質の潜熱や表面張力が重要です。

ヒートパイプは30mとか100mとか、

離れた距離の間で熱を伝えるのにとても効果的です。

小さな温度差で遠くまで伝えることができる、

いわば熱の超伝導体です。

むかし北陸の日本海の熱を何十キロも先の豪雪地帯に

巨大なヒートパイプで運ぼうと半分冗談で提案した人がいましたが、

もちろんまだ実現はしていません。

全熱交換率は測定できると思いますよ。

温度、湿度、空気流量(何cc/秒)などが測定できれば。

もちろん、蒸気表を使用する必要があるでしょう。

■以前はロボットの研究者

――清水先生はロボコンという映画に関わったと聞いたことがありますが

以前、ロボコン(2003年)という東宝の映画で

高専のロボットコンテストが取り上げられました。

高専生役で長澤まさみや小栗旬が出ていた映画です。

高専ロボコンを十何年か指導してきた立場ということで

依頼を受け、この映画の役者さんたちの

技術指導担当として協力させていただき、

私もエンディングロールに名前を載せていただきました。

そのころ卒業研究の学生に作らせたスキーロボットは、

ボーゲンではなくパラレルで滑り、重心を移動させるだけで、

つまり自由度1で左右に曲がれるロボットでした。

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  • Posted by コーディネーターズ at 14:15Comments(0)

    東京高専の木登りと森のカフェの巻



    東京工業高等専門学校/

    古屋さん(体育学教授)

    4月13日(月) 

    ――木登りを指導している体育の先生がいらっしゃると聞いて伺いました。

    「高専の校庭には、木登りのできる木がたくさんあります。

    それで端から名前をつけたんですよ、一郎とか二郎とか。

    この木は『くすのき二郎』といいます(笑)。

    毎年11月に、この東京高専の学園祭・くぬぎだ祭で

    木登りをしています。子供に大人気ですよ。

    枝から枝にロープを回して、そのロープにつくった輪に足をかけ、

    ぐっと押し下げると、結んである支点が上にあがり、木に登れるんです。

    実際には私が指導するのではなく、

    TMCA(ツリーマスタークライミングアカデミー)の

    インストラクターに来てもらって指導してもらっています。

    彼らは木の上で一晩明かせますから、

    樹上生活もできるくらいの腕前です。

    インストラクターも私たちも全国の「魅力的な木に

    登りたい」という気持ちもあるので、

    『日本百名山』ならぬ『日本木登り百名木』を

    制定しようと提案したところ、これが通りまして、

    百名木の第一号に、この『くすのき二郎』が選ばれました。

    樹齢は、50~60年くらいじゃないでしょうか」

    ――学生さんたちと裏山再生プロジェクト

    (森づくりと森遊び)をされているとも伺いました。



    「『マムシ山』とも言われたほど、

    自然がそのまま残っている高専の

    裏山ですが、ここに『森のカフェ』を

    作りました。

    足元がフワフワしているのは

    竹チップを敷き詰めたからです。

    竹を積んで垣根にしたカントリー

    ヘッジには、その中に虫が巣を

    作り、その虫を食べに鳥が来ます。

    今もほら、ウグイスが鳴いていますが、

    鳥の専門化が以前調査したところ、

    ここで渡り鳥も含めて44種類の鳥を確認できたということです。

    森のカフェのこの時期のお勧めメニューは、

    その鳥の声のBGM、木漏れ日、そよぐ風、

    森の香り、タケノコ、などですね。

    奥にはタヌキが住んでいて、巣もありますよ。

    いまは学生と山菜ハンティングをやって

    テンプラにしてキャンパスの味を楽しんでいます。

    タラノメ、ウド、コゴミ、アケビのツル、ミツバ、

    それからタケノコも取れます。

    あっち側にマンションが建ってしまったのですが、

    そこには森の先住民のタヌキが住んでいました。

    タヌキは溜め糞をする習性があるので、

    それを頼りに学生と一緒にそのタヌキを

    探しに行ったことがあります。

    なかなか見つからなかったんですが、

    学生がズブズブっと足を取られて「泥沼だ!」と叫び、

    溜め糞を発見し、タヌキの存在を確認したこともありました。

    平成19年4月にできたこの裏山の『森のカフェ』は、

    晩秋の11月から新緑の4・5月くらいがお勧めです。

    6月から11月は湿度が高く、蚊がいますから、意外と難しいんですね。

    この森のカフェでは寮生がスクリーンを張って、

    森の映画会を開いたこともあります。

    幻の鎌倉古道がこの付近を通過しているので、

    その昔は、『いざ鎌倉』で関東武士が

    このキャンパス周辺を歩いていた可能性もあります。

    そんな歴史に思いを馳せるのもいいですよ。

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  • Posted by コーディネーターズ at 18:42Comments(0)

    東京高専・機械工学科の熱の巻



    東京工業高等専門学校/

    筒井さん(機械工学科 准教授)

    平成21(2009)年4月6日(月)

    ――筒井先生は熱関係ではどんなことをやってこられたんですか?

    「「沸騰」をやってきました。

    熱した刀を冷やすとき、水につっこんでも、

    水は最初、刀に接触できません。

    刀があまりに高温なので、蒸気になってしまうんです。

    蒸気は熱の伝わり方が悪く、なかなか刀は冷えないんですが、

    それが少し冷えて水になったときに、

    鉄は急激に冷えることになります。

    そんな研究をやっていました」

    ――エアコンの空気の入れ替えで、熱交換率ではどこが難しいですか?

     「リブ(気体の通路に作った突起のようなもの)をつけると

    乱流ができて熱を伝えやすくなりますが、

    逆に流速がゆっくりになって、空気交換の効率が落ちます。

    そこに二律背反があります。

    メーカーでは日立と三菱がトップレベルでしょう。

    三菱は重工のビーバーエアコンと、電機の霧ヶ峰のふたつあったりしますし」

    ――60%だったり77%だったりする熱交換率は測れるのですか?

     「流動抵抗を考慮するか、熱交換だけで77%なのか、

    60と77は、同じ計測方法なのかとか、

    あるいはコスト優先なのか、機能優先なのかという

    会社の方針もあるでしょう。

    いろいろなファクターがありますが

    概要的には、測定方法はあります。

    カウンターフロー、パラレルフローなどで

    出て行く前の空気の温度と、出たあとの温度を測り、

    その差を出す、などです。

    卒論の一環として、計測を企業で行い、

    研究室に帰ってきて解析する、といったこともできると思います」

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  • Posted by コーディネーターズ at 14:04Comments(0)

    東京高専の産学連携担当の巻



    東京工業高等専門学校/

    佐々木さん(産学技術センター准教授)

    4月6日(月)

    ――大学との共同研究に関して、大企業と中小企業で違いがありますか?

    「大企業は専属の研究員がいて、

    大学の教授が出す論文を読んでいます。

    その中から、自分の企業にとって利益になる教授を

    探して共同研究にもっていきます。

    でも中小企業は、「研究員」はいません。

    社長自身の思いつきやテレビで聞いたことを使って開発します。

    論文を読んだり書いたりする体系を社内に持っていないのです。

     学会の論文を読んでいないので、自分の所属する業界の

    研究をしている先生に人脈がありません。

    ――東京工業高等専門学校の共同研究はどんな状況ですか?

     文部科学省から高専機構、そして全国の高専に

    降りてくる予算が1%ずつ削られています。

    人件費を減らすわけにはなかなかいかないので、

    おもに学生と実験する費用が20~25%減っています。

    これを補うために、国は公募型の助成金「競争的資金」を

    導入していますが、10倍の倍率です。

    それでも高専は、これを使って、

    減っていく実験費用にあてようとしているわけです。

    大学に比べると学生も教員も院生も少ない高専は、

    大企業との共同研究は難しく、助成金を除けば、

    中小企業へ外部資金を求めて行かざるを得ないところがります。

    私大は必死ですから、外部資金をたくさん引っ張って来てくれる

    著名な先生を大学に呼ぶことにもなります。

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  • Posted by コーディネーターズ at 15:57Comments(0)

    多摩美の単位互換がうまくいく理由の巻



    多摩美術大学/河島さん(教務部教務課長)

    3月24日(火)

    なぜ、多摩美術大学の単位互換授業には、

    他大学からコンスタントに学生が集まるんですか?

    「美大に対する関心が基本にあると思います。

    また、学内でも人気のある授業の先生にお願いしていますし、

    他大学の先生や第一線で活躍している方と

    ディスカッションする形態の授業もあって、

    多摩美への

    興味+先生の面白さ+授業の面白さ、

    があるのではないでしょうか。

    それから、本学には「現代芸術の現在」と

    「ベンチャー起業論」という授業があるのですが、

    これらは『持出授業』といって、

    八王子学園都市センター(JR八王子駅前)で行っています。

    ここには、本学の学生の他に

    他大学から多くの学生が集まっています。

    多摩美の学生は美術の制作に忙殺されていますので仕方がないのですが、

    この制度を利用して、もっと他大学にも行って欲しいと思います。

    まだまだ本学でも単位互換制度自体を

    知らない学生が多いですから、

    できれば協定校で統一した小冊子またはチラシを作りたいですね。

    それから東京家政学院大学が加わって協定校が6校となり、

    平成20年の結果に、私どもも驚いています。

    なぜなら、多摩美から他の大学に行く例は

    それほどなかったのですが、東京家政学院大学や

    東京工科大学にも行く例が出てきました。

    協定校への加盟を検討していただいている大学からは、

    「1科目も提供できないし、学生を送るだけでいいですか?」と

    聞かれることもありますが、

    学生の「派遣専門」でも、「受け入れ専門」でもかまいません。

    現在、私たちが行っている単位互換グループに

    気軽に入っていただければと思います。

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  • Posted by コーディネーターズ at 12:10Comments(0)

    ミス日本にして大学教授の巻



    山野美容芸術短期大学/

    公文さん(美容芸術学科長 教授)

    3月4日

    山野短大さんのボランティアへの取り組みを伺いました。

    「初代学長の山野愛子先生が

    ボランティア活動に興味があったので、

    山野短大は大学自体がボランティア活動に積極的です。

    美容師を目指す本学の学生も、それを知っていて、

    なにか福祉的なことをしたいという人もたくさん集まってきます。

    活動への参加希望者にはどんどん参加してもらっています。

    美容技術のレベルもアップしますから。

    基本的に教員も同行するので、モチベーションは高いですよ。

    現代は核家族化、高齢化していますから、

    高齢者との接点が少なくなってきています。

    そういった中で学生も経験を積めるし、社会で役に立てる。

    むしろ行きたくても行けない学生がいるくらいです。

    ファッション関連の学校の開催するショーなどで、

    学生にヘア・メイクアップを行うこともあります。中には、

    10年近く続いている学校も。ヘア、メイクアップ、ファッションは

    三位一体ですから、依頼があればできるだけ協力しています。」

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  • Posted by コーディネーターズ at 11:39Comments(0)