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生物转运过程

BMEN90040

Biotransport Processes

学习目标

  课程内容:

  生物转运过程课程将介绍生物医学系统中的转运过程,补充和加强在相关生物学科目中学到的知识。学生将了解在生物系统背景下开发工程模型和简单概念设计的过程。课程涵盖了动量、热和质量转运中扩散和守恒的基本概念。在动量传递中,具体主题包括牛顿粘度定律、气体和液体粘度、动量守恒、简单层流中的速度分布、边界层概念、湍流以及雷诺数。在热传递中,涵盖了傅里叶传导定律。在质量传递中,具体主题包括菲克的第一和第二扩散定律,气体、液体和固体的扩散性,二元混合物扩散和质量守恒,简单二元系统中的浓度分布,包括确定适当的边界条件,浓度边界层概念,施密特和舍伍德数,传质系数的定义和使用。

  学生将研究生物系统中分子和细胞的转运,以描述各种关键过程,例如细胞迁移和细胞营养的提供。转运过程在生物系统中的作用以及用于透析等临床应用的作用,课程将使用简单的工程模型进行描述。

  生物转运过程课程将涵盖以下主题:动量传递、粘度、湍流、热传递、质量传递、二进制系统中的扩散、非稳态传质和模拟生物传递过程。

  学习成果:

  完成课程学习后,学生应该能够:

  1、描述动量、传热和传质的基本概念。

  2、了解转运过程在人体细胞、组织和器官系统中的作用。

  3、制定化学和生物系统中的问题,确定基本的转运过程和描述这些系统的方程。

  4、应用这些原则来解决过程和生物医学工程中的问题。

  5、执行简单的实验,以加深和放大理论概念。

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