SylabUZ
| Nazwa przedmiotu | Zagadnienia cieplne i przepływowe w systemach biologicznych |
| Kod przedmiotu | 06.9-WM-IB-P-56_19 |
| Wydział | Wydział Mechaniczny |
| Kierunek | Inżynieria biomedyczna |
| Profil | ogólnoakademicki |
| Rodzaj studiów | pierwszego stopnia z tyt. inżyniera |
| Semestr rozpoczęcia | semestr zimowy 2020/2021 |
| Semestr | 5 |
| Liczba punktów ECTS do zdobycia | 5 |
| Typ przedmiotu | obieralny |
| Język nauczania | polski |
| Sylabus opracował |
|
| Forma zajęć | Liczba godzin w semestrze (stacjonarne) | Liczba godzin w tygodniu (stacjonarne) | Liczba godzin w semestrze (niestacjonarne) | Liczba godzin w tygodniu (niestacjonarne) | Forma zaliczenia |
| Wykład | 30 | 2 | - | - | Zaliczenie na ocenę |
| Laboratorium | 15 | 1 | - | - | Zaliczenie na ocenę |
| Projekt | 15 | 1 | - | - | Zaliczenie na ocenę |
Pozyskanie systematycznej wiedzy z fizyki technicznej w dziedzinie zarządzania transformacjami energii oraz projektowaniem prostych przepływów (termodynamiki i mechaniki płynów). Umiejętność zastosowania tej wiedzy w rozwiązywaniu problemów technicznych w bioinżynierii.
Matematyka, Fizyka
Wykład:
Przepływ ciepła. Prawo Fouriera. Modelowanie procesów przekazywania energii na sposób ciepła, konwekcja, przenikanie. Warunki brzegowe w zagadnieniach cieplnych. Zagadnienia cieplne stacjonarne i niestacjonarne. Prawo Ficka. Specyfika przepływów płynów biologicznych – przepływy nienewtonowskie, pulsacyjne. Warunki równowagi – równanie Naviera Stokesa. Przepływy uwarstwione i burzliwe. Przepływ płynu przez przewód. Modelowanie przepływów. Opis ciał fizycznych oraz zjawisk za pomocą wielkości fizycznych. Metody przekazywania energii; ciepło, praca, promieniowanie elektromagnetyczne, przepływ substancji. Równanie stanu. Opis stanów równowagi, rodzaje sił, pojecie pędu, energii. Zasady zachowania substancji, zachowania energii, warunków równowagi.(zasady termodynamiki). Przykłady zastosowania bilansu substancji i energii. Równanie D. Bernouliego. Typy przemian. Spontaniczność przemian – pojęcie entropii i zasada wzrostu entropii. Przemiany fazowe. Reologia, napięcie powierzchniowe, lepkość, siły „masowe”. Urządzenia techniczne w przetwarzaniu rodzajów energii.
Projekt:
Symulacja niestacjonarnego przepływu ciepła dla wybranego układu ciał z uwzględnieniem, źródła i kontaktu pomiędzy ciałami o różnym współczynniku przewodzenia.
Laboratorium
1. Badanie lepkości cieczy metodą Höpplera i Englera (4h)
2. Wyznaczanie molowego ciepła reakcji – pomiary kalorymetryczne (2h)
3. Numeryczna symulacja stacjonarnego przepływu ciepła w pręcie z wykorzystaniem oprogramowania Ansys (2h)
4. Numeryczna symulacja niestacjonarnego przepływu ciepła w płycie grzewczej z wykorzystaniem oprogramowania Ansys (2h)
5. Symulacja przepływów w aorcie wywołanych oddziaływaniem krwi z wykorzystaniem oprogramowania Ansys (2h)
6. Analiza numeryczna naprężeń w stencie kardiologicznym spowodowanych działaniem ciśnienia krwi (2h)
Wykład konwencjonalny wraz z praktycznymi przykładami realizacji programowej algorytmów obliczeniowych.
Zajęcia projektowe w formie konsultacji i oceny postępów prac w projekcie
Laboratorium -realizacja ćwiczeń laboratoryjnych zgodnie z opisem i tematyką
| Opis efektu | Symbole efektów | Metody weryfikacji | Forma zajęć |
Wykład – warunkiem zaliczenia części wykładowej jest uzyskanie pozytywnej oceny co najmniej z trzech pisemnych odpowiedzi na 5 pytań kolokwium zaliczeniowego.
Projekt– warunkiem zaliczenia projektu jest sprządzenie opisu sposobu rozwiązania zadania projektowego zgodnie z wymaganiami prowadzącego oraz odpowiedz na pytania dotyczące projektu
Laboratorium – warunkiem zaliczenia jest obecność na zajęciach oraz aktywny udział w zajęciach. Ocena na podstawie kolokwium zaliczeniowego.
1. S.Zahorski: Mechanika przepływów cieczy lepkosprężystych – PWN, Warszawa – Poznań, 1978.
2. J.Ferguson, Z.Kembłowski: Reologia stosowana płynów – Wydawnictwo Marcus S.C., Łódź,1995.
3. R.Gryboś: Podstawy mechaniki płynów – WNT, Warszawa, 1998.
4. J.Szargut: Termodynamika – PWN, Warszawa, 2000.
5. M.Gierzyńska-Dolna: Biotrybologia – Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, 2002.
1. Przepływy w układzie krwionośnym / Bartłomiej Bębenek, Kraków : Politechnika Krakowska, 1999
2. Basic transport phenomena in biomedical engineering / Ronald L. Fournier, 2 wyd. , New York : Taylor & Francis Group, 2007
3. K.Rup: Mechanika płynów w środowisku naturalnym – Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków, 2003.
4. L.Kołodziejczyk, S.Mańkowski, M.Rubik: Pomiary w inżynierii sanitarnej – Arkady, Warszawa, 1980.
Zmodyfikowane przez dr hab. inż. Tomasz Klekiel, prof. UZ (ostatnia modyfikacja: 04-05-2020 19:39)
