TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA [PDF]
Fundamentos y Aplicaciones
Autor: Yunus A. Cengel - Afshin J. Ghajar
Cuarta Edici贸n
Mc Graw Hill
PRESENTACI脫N
La transferencia de calor y de masa es una ciencia b谩sica que trata de la rapidez de transferencia de energ铆a t茅rmica. Tiene una amplia 谩rea de aplicaci贸n que va desde los sistemas biol贸gicos hasta aparatos dom茅sticos comunes, pasando por los edificios residenciales y comerciales, los procesos industriales, los aparatos electr贸nicos y el procesamiento de alimentos. Para este curso, se parte de la idea que los estudiantes tienen bases adecuadas en c谩lculo y f铆sica. Igualmente, resulta conveniente completar los primeros cursos en termodin谩mica, mec谩nica de fluidos y ecuaciones diferenciales antes de abordar el estudio de la transferencia de calor. Sin embargo, los conceptos pertinentes que pertenecen a estos temas son presentados y revisados seg煤n se van necesitando.
Este libro est谩 dirigido a los estudiantes de ingenier铆a de licenciatura, en su segundo o tercer a帽o, y a ingenieros en ejercicio de su profesi贸n, como libro de consulta. Los objetivos de este texto son:
• Cubrir los principios b谩sicos de la transferencia de calor.
• Presentar una gran cantidad de ejemplos de ingenier铆a del mundo real para dar a los estudiantes un sentido acerca de c贸mo se aplica la transferencia de calor en la pr谩ctica de la ingenier铆a.
• Desarrollar una comprensi贸n intuitiva de la transferencia de calor, al resaltar la f铆sica y los argumentos f铆sicos.
CONTENIDO
CAP脥TULO UNO
INTRODUCCI脫N Y CONCEPTOS B脕SICOS
1-1 Termodin谩mica y transferencia de calor
1-2 Transferencia de calor en la ingenier铆a
1-3 Calor y otras formas de energ铆a
1-4 Primera ley de la termodin谩mica
1-5 Mecanismos de transferencia de calor
1-6 Conducci贸n
1-7 Convecci贸n
1-8 Radiaci贸n
1-9 Mecanismos simult谩neos de transferencia de calor
1-10 T茅cnica de resoluci贸n de problemas
CAP脥TULO DOS
ECUACI脫N DE LA CONDUCCI脫N DE CALOR
2-1 Introducci贸n
2-2 Ecuaci贸n unidimensional de la conducci贸n de calor
2-3 Ecuaci贸n general de conducci贸n de calor
2-4 Condiciones de frontera e iniciales
2-5 Resoluci贸n de problemas unidimensionales de conducci贸n de calor en regimen estacionario
2-6 Generaci贸n de calor en un s贸lido
2-7 Conductividad t茅rmica variable, k(T)
CAP脥TULO TRES
CONDUCCI脫N DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO
3-1 Conducci贸n de calor en estado estacionario en paredes planas
3-2 Resistencia t茅rmica por contacto
3-3 Redes generalizadas de resistencias t茅rmicas
3-4 Conducci贸n de calor en cilindros y esferas
3-5 Radio cr铆tico de aislamiento
3-6 Transferencia de calor desde superficies con aletas
3-7 Transferencia de calor en configuraciones comunes
CAP脥TULO CUATRO
CONDUCCI脫N DE CALOR EN R脡GIMEN TRANSITORIO
4-1 An谩lisis de sistemas concentrados
4-2 Conducci贸n de calor en r茅gimen transitorio en paredes planas grandes, cilindros largos y esferas con efectos espaciales
4-3 Conducci贸n de calor en r茅gimen transitorio en s贸lidos semiinfinitos
4-4 Conducci贸n de calor en r茅gimen transitorio en sistemas multidimensionales
CAP脥TULO CINCO
M脡TODOS NUM脡RICOS EN LA CONDUCCI脫N DE CALOR
5-1 ¿Por qu茅 los m茅todos num茅ricos?
5-3 Conducci贸n unidimensional de calor en estado estacionario
5-4 Conducci贸n bidimensional de calor en estado estacionario
5-5 Conducci贸n de calor en r茅gimen transitorio
CAP脥TULO SEIS
FUNDAMENTOS DE LA CONVECCI脫N
6-1 Mecanismo f铆sico de la convecci贸n
6-2 Clasificaci贸n de los flujos de fluidos
6-3 Capa l铆mite de la velocidad
6-4 Capa l铆mite t茅rmica
6-5 Flujos laminar y turbulento
6-6 Transferencia de calor y de cantidad de movimiento en el flujo turbulento
6-7 Deducci贸n de las ecuaciones diferenciales de la convecci贸n
6-8 Soluciones de las ecuaciones de convecci贸n para una placa plana
6-9 Ecuaciones adimensionales de la convecci贸n y semejanza
6-10 Formas funcionales de los coeficientes de fricci贸n y de convecci贸n
6-11 Analog铆as entre la cantidad de movimiento y la transferencia de calor
CAP脥TULO SIETE
CONVECCI脫N EXTERNA FORZADA
7-1 Fuerza de resistencia al movimiento y transferencia de calor en el flujo externo
7-2 Flujo paralelo sobre placas planas
7-3 Flujo alrededor de cilindros y esferas
7-4 Flujo sobre bancos de tubos
CAP脥TULO OCHO
CONVECCI脫N INTERNA FORZADA
8-1 Introducci贸n
8-2 Velocidad y temperatura promedios
8-3 La regi贸n de entrada
8-4 An谩lisis t茅rmico general
8-5 Flujo laminar en tubos
8-6 Flujo turbulento en tubos
CAP脥TULO NUEVE
CONVECCI脫N NATURAL
9-1 Mecanismo f铆sico de la convecci贸n natural
9-2 Ecuaci贸n del movimiento y el n煤mero de Grashof
9-3 Convecci贸n natural sobre superficies
9-4 Convecci贸n natural desde superficies con aletas y PCB
9-5 Convecci贸n natural dentro de recintos cerrados
9-6 Convecci贸n natural y forzada combinadas
CAP脥TULO DIEZ
EBULLICI脫N Y CONDENSACI脫N
10-1 Transferencia de calor en la ebullici贸n
10-2 Ebullici贸n en estanque
10-3 Ebullici贸n en flujo
10-4 Transferencia de calor en la condensaci贸n
10-5 Condensaci贸n en pel铆cula
10-6 Condensaci贸n en pel铆cula dentro de tubos horizontales
10-7 Condensaci贸n por gotas
CAP脥TULO ONCE
INTERCAMBIADORES DE CALOR
11-1 Tipos de intercambiadores de calor
11-2 El coeficiente total de transferencia de calor
11-3 An谩lisis de los intercambiadores de calor
11-4 M茅todo de la diferencia media logar铆tmica de temperatura
11-5 M茅todo de la efectividad-NTU
11-6 Selecci贸n de los intercambiadores de calor
CAP脥TULO DOCE
FUNDAMENTOS DE LA RADIACI脫N T脡RMICA
12-1 Introducci贸n
12-2 Radiaci贸n t茅rmica
12-3 Radiaci贸n de cuerpo negro
12-4 Intensidad de radiaci贸n
12-5 Propiedades de radiaci贸n
12-6 Radiaci贸n atmosf茅rica y solar
CAP脥TULO TRECE
TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACI脫N
13-1 El factor de visi贸n
13-2 Relaciones del factor de visi贸n
13-3 Transferencia de calor por radiaci贸n: superficies negras
13-4 Transferencia de calor por radiaci贸n: superficies grises y difusas
13-5 Blindajes contra la radiaci贸n y el efecto de la radiaci贸n
13-6 Intercambio de radiaci贸n con gases emisores y absorbentes
CAP脥TULO CATORCE
TRANSFERENCIA DE MASA
14-1 Introducci贸n
14-2 Analog铆a entre la transferencia de masa y la de calor
14-3 Difusi贸n de masa
14-4 Condiciones de frontera
14-5 Difusi贸n estacionaria de masa a trav茅s de una pared
14-6 Migraci贸n del vapor de agua en los edificios
14-7 Difusi贸n transitoria de masa
14-8 Difusi贸n en un medio en movimiento
14-9 Convecci贸n de masa
14-10 Transferencia simult谩nea de calor y de masa
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