Technische Universität Ilmenau

Theoretical Fundamentals of Microfluidics - Modultafeln of TU Ilmenau

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module properties Theoretical Fundamentals of Microfluidics in degree program Master Micro- and Nanotechnologies 2008
ATTENTION: not offered anymore
module number6010
examination number2400127
departmentDepartment of Mathematics and Natural Sciences
ID of group 2421 (Theoretical Physics I)
module leaderProf. Dr. Erich Runge
term winter term only
languageDeutsch, auf Nachfrage Englisch
credit points4
on-campus program (h)34
self-study (h)86
obligationobligatory module
examnone
details of the certificate
alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinations
maximum number of participants
previous knowledge and experienceMathematische Fähigkeiten und Kenntnisse in Chemie und Physik, wie sie in einem naturwissenschaftlichen oder naturwissenschaftlich geprägten ingenieurstechnischem Bachelorstudium vermittelt werden.
learning outcomeDie Studenten sollen die Kontinuumsbeschreibung von Strömungen sowie deren Besonderheiten und Grenzen bei der Anwendung auf Mikro- und Nanoskalen beherrschen. Sie sollen bei gegebenen Systemgeometrien und Antriebskräften die relevanten Gleichungen für den Massen- und Wärmetransport unter Berücksichtigung geeigneter Randbedingungen aufstellen können. Anhand von Skalen- und Dimensionsanalysen dieser Gleichungen sollen sie bewerten können, welche Einflussgrößen und damit verbundene Abläufe für einen mikrofluidischen Prozessor relevant sind.
content

  • Theoretische Behandlung von Kräften und ihre Skalenabhängigkeit im Mikro- und Nanometerbereich (kapillare, viskose, elektrodynamische und molekulare Kräfte);
  • Grundlagen der Hydrodynamik:

 

         - Massenerhaltung (Kontinuitätsgleichung),

         - Impulsbilanz (Euler- und Navier-Stokes Gleichungen),

         - Energiebilanz (1. Hauptsatz der Thermodynamik);

         - Scher-, Druck- und elektrokinetisch getriebene Mikroströmungen;

         - Elektroosmose und -phorese;

  • Diffusions-, Mischungs- und Phasenseparationsprozesse in Mikrofluiden.

 

 

 

media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participationTafel, Folien, Beamer Präsentation, Handouts
literature / references

Lehrbücher zur Hydrodynamik

(z.B. E. Guyon, J.-P. Hulin, L. Petit: Hydrodynamik, F. White: Fluid Mechanics)

für Grundlagen und für Applikationen im Bereich der Mikrofluidik:

G.E. Karniadakis, A. Beskok: Micro Flows; Springer, Berlin 2002;

P. Tabeling: Introduction to Microfluidics. Oxford University Press 2006

evaluation of teaching

Pflichtevaluation:

Freiwillige Evaluation:

Hospitation: