SylabUZ

Wygeneruj PDF dla tej strony

Zagadnienia cieplne i przepływowe w systemach biologicznych - opis przedmiotu

Informacje ogólne
Nazwa przedmiotu Zagadnienia cieplne i przepływowe w systemach biologicznych
Kod przedmiotu 06.9-WM-IB-P-51_15gen
Wydział Wydział Mechaniczny
Kierunek Inżynieria biomedyczna
Profil ogólnoakademicki
Rodzaj studiów pierwszego stopnia z tyt. inżyniera
Semestr rozpoczęcia semestr zimowy 2017/2018
Informacje o przedmiocie
Semestr 6
Liczba punktów ECTS do zdobycia 4
Typ przedmiotu obowiązkowy
Język nauczania polski
Sylabus opracował
Formy zajęć
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

Cel przedmiotu

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.

Wymagania wstępne

Matematyka, Fizyka

Zakres tematyczny

Wykład:

Opis ciał fizycznych oraz zjawisk za pomocą wielkości fizycznych. Układ jednostek SI. Analiza wymiarowa. 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”. Warunki równowagi – równanie Naviera Stokesa. Przepływy uwarstwione i burzliwe. Metody przekazywania energii; ciepło, praca, promieniowanie elektromagnetyczne, przepływ substancji. Modelowanie matematyczne procesów przekazywania energii na sposób ciepła, konwekcja, przenikanie. Specyfika przepływów płynów biologicznych – przepływy nienewtonowskie, pulsacyjne. Interpretacja zjawisk cieplnych i przepływowych w systemach biologicznych (efekt psychrometryczny, opory hydrauliczne przepływu krwi, zjawiska kapilarne, spontaniczność zjawisk dążenia do równowagi. Urządzenia techniczne w zakresie przetwarzania rodzajów energii, podstawy chłodnictwa, silniki cieplne, pompy, turbiny, wymienniki ciepła.

Projekt:

1. Przeliczanie i stosowanie różnych systemów jednostek fizycznych

2. Zasada zachowania substancji – projektowanie prostych układów hydraulicznych

3. Zastosowanie równania stanu dla gazów -r. Clapeyrona

4. Obliczenia ilościowe przekazywania energii w przemianach. Przekazywanie ciepła.

5. Zastosowanie zasady zachowania energii – bilansowanie zmian energii w zjawiskach

6. Powietrze wilgotne – zastosowanie wykresu Moliera 7. Bilansowanie reakcji spalania.

Laboratorium

1. Pomiar temperatury

2. Pomiar ciśnienia

3. Pomiar wartości opałowej paliwa stałego

4. Wizualizacja przepływów

5. Badanie własności reologicznych płynów

6. Przekazywanie ciepła

 

Metody kształcenia

Wykład, zajęcia projektowe w laboratorium oraz ćwiczenia rachunkowe

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu Symbole efektów Metody weryfikacji Forma zajęć

Warunki zaliczenia

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 systematyczne uczęszczanie na zajęcia oraz uzyskanie pozytywnej oceny z kolokwium zaliczeniowego

Laboratorium – warunkiem zaliczenia jest obecność na zajęciach oraz aktywny udział w zajęciach. Ocena na podstawie kolokwium zaliczeniowego.

Literatura podstawowa

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.

Literatura uzupełniająca

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.

Uwagi


Zmodyfikowane przez dr inż. Daniel Dębowski (ostatnia modyfikacja: 05-05-2017 13:05)