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GATE化学工学シラバス

件名コード：CH

コース構成

Sections/Units	Topics
Section A	Engineering Mathematics
Unit 1	Linear Algebra
Unit 2	Calculus
Unit 3	Differential equations
Unit 4	Complex variables
Unit 5	Probability and Statistics
Unit 6	Numerical Methods
Section B	Process Calculations and Thermodynamics
Section C	Fluid Mechanics and Mechanical Operations
Section D	Heat Transfer
Section E	Mass Transfer
Section F	Chemical Reaction Engineering
Section G	Instrumentation and Process Control
Section H	Plant Design and Economics
Section I	Chemical Technology

コースシラバス

セクションA：工学数学

ユニット1：線形代数

• 行列代数
• 線形方程式のシステム
• 固有値
• 固有ベクトル

ユニット2：微積分

• 単一変数の機能
• 限定
• 連続性と微分可能性
• テイラー級数、平均値定理
• 明確で不適切な積分の評価
• 偏微分
• 総デリバティブ
• 最大値と最小値
• 勾配
• 発散とカール
• ベクトルのアイデンティティ
• 方向微分
• 線積分、表面積分、体積積分
• ストークス
• ガウスとグリーンの定理

ユニット3：微分方程式

• 一次方程式（線形および非線形）
• 定数係数の高次線形微分方程式
• コーシーとオイラーの方程式
• 初期値と境界値の問題
• ラプラス変換
• 一次元の熱および波動方程式とラプラス方程式の解

ユニット4：複雑な変数

• 複素数
• 複素数の極形式
• 三角形の不等式

ユニット5：確率と統計

• 確率とサンプリング定理の定義
• 条件付き確率
• 平均、中央値、モード、標準偏差
• ランダム変数、ポアソン、正規分布および二項分布
• 線形回帰分析

ユニット6：数値計算法

• 線形および非線形代数方程式の数値解
• 台形とシンプソンの規則による統合
• 微分方程式の数値解法のためのシングルおよびマルチステップ法

セクションB：プロセスの計算と熱力学

• 多相を含む定常および非定常状態の質量とエネルギーのバランス-
• 多成分
• 反応するシステムと反応しないシステム
• タイコンポーネントの使用-
• リサイクル
• バイパス
• パージ計算
• ギブの位相規則と自由度分析

熱力学の第一および第二法則

• システムを開閉するための第一法則の適用
• 第二法則とエントロピー
• 純物質の熱力学的特性
• 状態方程式と残差特性-
• 混合物の特性部分モル特性
• フガシティ
• 過剰な特性
• 活動係数
• 相平衡-
• システムのVLEの予測
• 化学反応平衡

セクションC：流体力学と機械操作

• 流体静力学
• ニュートン流体および非ニュートン流体
• ベルヌーイ方程式の微分形式とエネルギー収支を含むシェルバランス
• 巨視的な摩擦係数
• 次元分析と相似性
• パイプラインシステムを通過するフロー
• 流量計
• ポンプとコンプレッサー
• 初等境界層理論
• 充填された流動床を含む浸漬された物体を通過する流れ
• 乱流
• 変動速度
• ユニバーサル速度プロファイル
• 圧力降下
• 粒子サイズと形状
• 粒度分布
• 固体粒子のサイズ縮小と分類
• 自由で妨げられた解決
• 遠心分離機とサイクロン
• 増粘および分級、ろ過、攪拌、混合
• 固形物の運搬

セクションD：熱伝達

• 安定した非定常熱伝導
• 対流と放射
• 熱境界層と熱伝達係数
• 沸騰、凝縮、蒸発
• 熱交換器と蒸発器の種類とそのプロセス計算
• 二重管、シェルおよびチューブ熱交換器の設計
• 単一および多重効用蒸発器

セクションE：物質移動

• フィックの法則
• 流体中の分子拡散
• 物質移動係数
• Film
• 浸透
• 表面更新理論
• 運動量、熱および物質移動の類推
• 段階的かつ継続的な接触と段階効率
• HTUおよびNTUの概念-
• 蒸留設備の設計と運用
• 吸収
• 浸出
• 液液抽出
• 乾燥
• 加湿
• 除湿
• 吸着

セクションF：化学反応工学

• 反応率の理論
• 均一反応の速度論
• 動態データの解釈
• 理想的な反応器での単一および複数の反応
• 非理想的な原子炉
• 滞留時間分布
• 単一パラメーターモデル
• 非等温反応器
• 不均一触媒反応の速度論
• 触媒作用における拡散効果

セクションG：計装およびプロセス制御

• プロセス変数の測定
• センサー
• トランスデューサーとそのダイナミクス
• プロセスモデリングと線形化
• さまざまなシステムの伝達関数と動的応答
• 逆応答のあるシステム
• プロセス反応曲線
• コントローラーモード（P、PI、およびPID）
• 制御弁
• 安定性を含む閉ループシステムの分析
• 周波数応答
• コントローラーの調整
• カスケードおよびフィードフォワード制御

セクションH：プラント設計と経済学

• 減価償却と年間総コストを含むプロセスの経済性とコスト推定の原則
• コスト指標
• 利益率
• 返済期間
• 割引キャッシュフロー
• コンプレッサーなどの化学工学機器のプロセス設計とサイジングの最適化
• 熱交換器
• 多段コンタクター

セクションI：化学技術

• 無機化学工業（硫酸、リン酸、塩素アルカリ工業）
• 肥料（アンモニア、尿素、SSPおよびTSP）
• 天然物産業（パルプと紙、砂糖、油、脂肪）
• 石油精製および石油化学
• 重合産業（ポリエチレン、ポリプロピレン、PVC、ポリエステル合成繊維）

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