مبانی انتقال حرارت و جرم در سیستم‌های حیاتی

 | تاریخ ارسال: 1399/7/1 | 
 دانشکده مهندسی پزشکی       
 
کارشناسی   (تخصصی انتخابی)
 
 
عنوان درس:  ترمودینامیک در سیستم­های حیاتی
 
تعداد واحد       3                                               پیش نیاز  ترمودینامیک در سیستم­های حیاتی
 
                                                                           هم نیاز   مکانیک سیالات
        
 

هدف
آشنایی با پدیده ها و مکانیزم­های انتقال حرارت و جرم (درک مفاهیم فیزیکی و آموزش معادلات حاکم) و به دست آوردن توانایی کاربرد معادلات انتقال حرارت و جرم در پدیده­های عملی (خصوصا در محیط­های بیولوژیک) و تحلیل مسائل آن­ها
 


سرفصل و رئوس مطالب 
 
1-مقدمه و مفاهیم کلی:
معرفی مکانیزم­های انتقال حرارت، معادله بقای انرژی

2- کلیات رسانایی و معادله انتقال حرارت زیستی :
معادله نرخ رسانایی سه بعدی، خواص گرمایی مواد، معادله پخش گرما و شرایط مرزی و اولیه آن، معادله انتقال حرارت زیستی (معادله پنس)

3-رسانایی تک بعدی پایا :
 رسانایی از دیواره تخت، رسانایی از سیستم­های شعاعی، رسانایی با تولید انرژی گرمایی، انتقال حرارت از سطوح گسترده (پره ها)

4-رسانایی چند بعدی پایا :
روش تحلیلی، روش ترسیمی و روش عددی (تفاضل محدود)

5- رسانایی ناپایا :
روش ظرفیت فشرده، اعتبار روش ظرفیت فشرده، اثرات مکانی، محیط نیمه بینهایت

6-کلیات جابجایی :
انواع لایه های مرزی ، تقریب، معادلات و آنالوژی لایه های مرزی، ضریب جابجایی موضعی و میانگین، اعداد بی بعد و تشابه انتقال مومنتم و حرارت

7- جابجایی در جریان خارجی :
روش تجربی، صفحه تخت در جریان موازی (لایه های مرزی آرام و آشفته و لایه مرزی مرکب)، استوانه در جریان متقاطع (بحث هیدرودینامیک و انتقال حرارت)، کره در جریان خارجی، مجموعه لوله ها در جریان خارجی

8- جابجایی در جریان داخلی:
ملاحظات هیدرودینامیکی و  حرارتی، موازنه انرژی (شرایط مرزی شار ثابت و دما ثابت)، روابط جابجایی جریان آرام و آشفته در لوله

9- جابجایی آزاد:
توضیحات فیزیکی، معادلات حاکم و تشابه سازی، جابجایی آزاد روی یک سطح عمودی، روابط تجربی (صفحه عمودی، استوانه طویل)

10- انتقال جرم :
مقدمات، قانون نفوذ فیک، معادله نفوذ سه بعدی، شرایط مرزی معادله نفوذ، انتقال جرم جابجایی، آنالوژی معادلات انتقال مومنتم و حرارت و جرم
 
 

مراجع
 
  1. Frank P. Incropera, David P. DeWitt, “Fundamentals of heat transfer”, 4th edition, John Wiley, 2009.
  2. Datta A., “Biological and bioenvironmental Heat and Mass Transfer”, Marcel Dekker, 2002.
  3. Akenine-Möller, Tomas, Eric Haines, and Naty Hoffman. Heat and Mass Transfer: A Biological Context. CRC Press, 2017.


دفعات مشاهده: 107 بار   |   دفعات چاپ: 9 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر