Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Valerio D'ALESSANDRO
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT02] INGEGNERIA BIOMEDICA First Cycle Degree (3 years) - [IT02] BIOMEDICAL ENGINEERING
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2021-2022
Anno regolamentoAnno regolamento: 2020-2021
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/10 - FISICA TECNICA INDUSTRIALE
ITALIANO
Italian
Padronanza degli strumenti matematici tipici dell'ingegneria. Nozioni base di meccanica classica.
Basic knowledges of mathematical tools for engineeringa. Basic
knowledge of classic mechanics
L’insegnamento si propone di fornire gli elementi fondamentali per la sensibilizzazione ai problemi termofluidodinamici in ambito bio-ingegneristico.
Il corso si svolge con lezioni frontali. Ore di Lezione Frontale: 72.
The course in aimed in providing an introduction to thermo-fluid dynamic problems in bio-engineering
The course consists of theoretical lessons. Theoretical lessons: 72 hours.
L’insegnamento permette di conoscere e
comprendere gli elementi fondamentali per la
sensibilizzazione ai problemi energetici e gli
strumenti introduttivi per la comprensione dei
processi termodinamici, dei meccanismi della
trasmissione del calore e della termofluidodinamica,
con particolare riguardo ad applicazioni nel campo
dell’ingegneria.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Nell’ambito della Formazione Ingegegneristica di
Base, relativa ad Ingegneria Industriale,
l’insegnamento consentirà di conoscere i principi che
stanno alla base dei processi termodinamici, dei
meccanismi della trasmissione del calore e della
termofluidodinamica Queste conoscenze vengono
acquisite mediante lezioni frontali ed esercitazioni.
Competenze trasversali.
La teoria e gli esercizi proposti durante il corso
contribuiranno a migliorare il grado di autonomia , la
capacità di apprendimento e quella di trarre
conclusioni.
Knowledge and Understanding.
To provide a comprehensive treatment of engineering
thermodynamics from the classical viewpoint and the
basis in fluid mechanics and heat transfer with
applications in the field of biomedical engineering.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
This course is part of the base engineering courses,
related to Industrial Engineering, and will provide
knowledge about the principles that form the basis of
thermodynamic processes, the mechanisms of heat
transfer and fluid dynamics.This knowledge is
acquired through lectures and exercises.
Transversal Skills.
The theory and exercises of the course will help to
improve the degree of autonomy, the ability to learn
and to draw conclusions.
Termodinamica dei vapori. Il modello del gas ideale. Il modello di sostanza incomprimibile. Principio di conservazione dell'energia sistemi con deflusso. Introduzione alla termofluidodinamica. Fluidi newtoniani e non. Elementi di cinematica dei fluidi. Flusso naturale e forzato. Flusso laminare e turbolento. Flusso esterno e interno. Strato limite. Equazioni di conservazione della massa, quantità di moto ed energia per un fluido. Elementi di emodinamica.
Trasmissione del calore per conduzione. Analogia elettrica e modello resistivo. Equazione generale della conduzione termica. Convezione termica. Irraggiamento termico. Introduzione alla termografia infrarossa.
Scambio termico in tessuti biologici: modelli di Pennes e di Wulf. Postulato di Cattaneo-Vernotte e thermal wave. Aspetti termici della criochirurgia. Laser heating di tessuti biologici ed interazione fototermica.
Aspetti termofluidodinamici della trasmissione di virus per via area. Formazione di aerosol biologici. Inattivazione biologica di virus e batteri mediante radiazione UV.
Meccanismi combinati di scambio termico. Trasmittanza di pareti e condotti. Superfici alettate e scambiatori di calore. Conduzione termica in regime variabile nel tempo in sistemi con resistenza interna trascurabile.
Vapour thermodynamics. Ideal gas. Incompressible fluids. Energy equation for control volumes. Introduction to thermo-fluid dynamics. Newtonian and Non-newtonian fluids. Introduction to fluids kinematics. Free and forced flows. Laminar and turbulent flows. Internal and external flows. Boundary layer. Continuity, momentum and energy equations. Introduction to emodynamics.
Conductive heat transfer. Thermal resistance. Three-dimensional heat conduction equation. Convective heat transfer. Radiative heat transfer. Introduction to infra-red thermography.
Heat transfer in biological tissues: Pennes and Wulff models. Cattaneo-Vernotte Equation and thermal wave. Thermal problems in crysurgery. Laser heating of biological tissues.
Thermo-fluid dynamics of viruses aerial transmission. Biological aerosols. Viruses biological inactivation through UV radiation.
Combined heat transfer mechanisms. Heat sinks. Heat exchangers. Unsteady heat conduction in systems with negligible internal resistance.
L'esame consiste in una prova orale, durante la quale vengono proposti quesiti riguardanti aspetti teorici e applicativi della termofluidodinamica dei sistemi biologici. Può anche essere richiesto lo svolgimento, durante la prova orale, di esercizi analoghi a quelli svolti
durante il corso.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Vengono valutate la comprensione degli aspetti teorici, la capacità di legare la teoria alle applicazioni ingegneristiche della termofluidodinamica e la capacità di utilizzare strumenti di uso pratico quali tabelle, diagrammi eccetera.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Generalmente vengono proposti più quesiti: uno teorico ed uno uno pratico sugli aspetti applicativi. Il voto complessivo è dato in trentesimi e tiene conto sia della conoscenza della materia sia della capacità autonoma di elaborazione e soluzione dei problemi.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Il superamento dell'esame avviene con il conseguimento della sufficienza su ognuno dei quesiti proposti. La valutazione massima è attribuita a seguito della dimostrazione di una conoscenza approfondita della materia e della utilizzazione di un buon rigore metodologico.
La lode è attribuita a chi dimostra anche elevata autonomia nella
soluzione di problemi anche innovativi rispetto a quelli svolti durante il
corso, elevata chiarezza espositiva nonchè un buon uso del linguaggio
tecnico.
Learning Evaluation Methods.
The exam is oral, with questions about:
- theoretical and applied aspects of thermo-fluid dynamics of biological systems.
It can be asked to solve numerical problems similar to those solved during the course
Learning Evaluation Criteria.
It is evaluated:
- the knowledge and understanding of the theoretical aspects;
- the ability in connecting the theory to the practical applications;
- the capability in using practical tools, like tables, diagrams and so on
Learning Measurement Criteria.
Usually, the student is asked to discuss several topics: one regarding theoretical aspects and one regarding practical applications. The final grade is given in thirtieth and take in account both the knowledge of the matter and the autonomy
showed in solving the problems.
Final Mark Allocation Criteria.
To pass the exam, the student must show at least a sufficient knowledge in all the questions. The maximum grade (30/30) is given in case of a deep knowledge of the matter together with the use of a good and rigorous methodology in solving the problems. To obtain the "lode" the student should demonstrate a good autonomy in solving problems, high clarity in the explanations and a good use of technical language.
G.Cesini, G.Latini, F.Polonara
Fisica Tecnica
Città Studi, Torino, 2017
ISBN: S9788825174038
e
Materiale distribuito durante il corso messo a disposizione su https://learn.univpm.it
G.Cesini, G.Latini, F.Polonara
Fisica Tecnica
Città Studi, Torino, 2017
ISBN: S9788825174038
Lessons slides available on Moodle platform: https://learn.univpm.it
Il Corso di insegnamento non è erogato in modalità e-learning
The course is not held in e-learning
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2021-2022
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427