- Cover
- PREFACIO
- CONTENIDO
- NOMENCLATURA
- CAPÍTULO 1 Modos básicos de transferencia de calor
- 1.1 Relación entre transferencia de calor y termodinámica
- 1.2 Dimensiones y unidades
- 1.3 Conducción de calor
- 1.3.1 Paredes planas
- 1.3.2 Conductividad térmica
- 1.4 Convección
- 1.5 Radiación
- 1.6 Sistemas de transferencia de calor combinados
- 1.6.1 Paredes planas en serie y paralelo
- 1.6.2 Resistencia por contacto
- 1.6.3 Convección y conducción en serie
- 1.6.4 Convección y radiación en paralelo
- 1.7 Aislamiento térmico
- 1.8 Transferencia de calor y ley de conservación de la energía
- 1.8.1 Primera ley de la termodinámica
- 1.8.2 Conservación de la energía aplicada al análisis de transferencia de calor
- 1.8.3 Condiciones de frontera
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- CAPÍTULO 2 Conducción de calor
- 2.1 Introducción
- 2.2 Ecuación de conducción
- 2.2.1 Coordenadas rectangulares
- 2.2.2 Forma adimensional
- 2.2.3 Coordenadas cilíndricas y esféricas
- 2.3 Conducción de calor en régimen permanente en geometrías simples
- 2.3.1 Pared plana con y sin generación de calor
- 2.3.2 Formas cilíndricas y esféricas sin generación de calor
- 2.3.3 Cilindro sólido largo con generación de calor
- 2.4 Superficies extendidas
- 2.4.1 Aletas de sección transversal uniforme
- 2.4.2 Selección y diseño de aletas
- 2.5* Conducción en régimen constante multidimensional
- 2.5.1 Solución analítica
- 2.5.2 Método gráfico y factores de forma
- 2.6 Conducción de calor inestable o transitoria
- 2.6.1 Sistemas con resistencia interna despreciable
- 2.6.2* Paredes infinitas
- 2.6.3* Sólido semiinfinito
- 2.7* Gráficas para conducción de calor transitoria
- 2.7.1 Soluciones unidimensionales
- 2.7.2* Sistemas multidimensionales†
- 2.8 Comentarios finales
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- CAPÍTULO 3 Análisis numérico dela conducción de calor
- 3.1 Introducción
- 3.2 Conducción en régimen permanente unidimensional
- 3.2.1 Ecuación de diferencias
- 3.2.2 Condiciones de frontera
- 3.2.3 Métodos de solución
- 3.3 Conducción inestable unidimensional
- 3.3.1 Ecuación de diferencias
- 3.3.2 Condiciones de frontera
- 3.3.3 Métodos de solución
- 3.4* Conducción bidimensional en régimen permanente y no permanente
- 3.4.1 Ecuación de diferencias
- 3.4.2 Condiciones de frontera
- 3.4.3 Métodos de solución
- 3.5* Coordenadas cilíndricas
- 3.6* Límites irregulares
- 3.7 Comentarios finales
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- CAPÍTULO 4 Análisis detransferencia de calorpor convección
- 4.1 Introducción
- 4.2 Transferencia de calor por convección
- 4.3 Fundamentos de la capa límite
- 4.4 Ecuaciones de conservación de masa, cantidad de movimiento y energía para flujo laminar sobre una placa plana
- 4.5 Ecuaciones adimensionales de la capa límite y parámetros de similitud
- 4.5.1 Coeficiente de fricción
- 4.6 Evaluación de los coeficientes de transferencia de calor por convección
- 4.7 Análisis dimensional
- 4.7.1 Dimensiones primarias y fórmulas dimensionales
- 4.7.2 Teorema p de Buckingham
- 4.7.3 Determinación de grupos adimensionales
- 4.7.4 Correlación de datos experimentales
- 4.7.5 Principio de similitud
- 4.8* Solución analítica para el flujo laminar de capa límite sobre una placa plana†
- 4.8.1 Espesor de la capa límite y fricción en la superficie
- 4.8.2 Transferencia de calor por convección
- 4.8.3 Evaluación del coeficiente de transferenciade calor por convección
- 4.9* Análisis integral aproximado de la capa límite
- 4.9.1 Evaluación de la transferencia de calor y de los coeficientes de fricción en flujo laminar
- 4.10* Analogía entre la cantidad de movimiento y la transferencia de calor en flujo turbulento sobre una superficie plana
- 4.11 Analogía de Reynolds para flujo turbulento sobre superficies planas
- 4.12 Capa límite mezclada
- 4.13* Condiciones de frontera especiales y flujo a alta velocidad
- 4.14 Comentarios finales
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- CAPÍTULO 5 Convección natural
- 5.1 Introducción
- 5.2 Parámetros de similitud para convección natural
- 5.3 Correlación empírica para varias formas geométricas
- 5.3.1 Placas y cilindros verticales
- 5.3.2 Placas horizontales
- 5.3.3 Cilindros, esferas, conos y cuerpos tridimensionales
- 5.3.4 Espacios cerrados
- 5.4* Cilindros, discos y esferas rotatorias
- 5.5 Convección forzada y natural combinadas
- 5.6* Superficies con aletas
- 5.6.1 Aletas en tubos horizontales
- 5.6.2 Aletas horizontales triangulares
- 5.6.3 Aletas rectangulares sobre superficies horizontales
- 5.6.4 Aletas rectangulares sobre superficies verticales
- 5.7 Comentarios finales
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- CAPÍTULO 6 Convección forzada dentro de tubos y conductos
- 6.1 Introducción
- 6.1.1 Temperatura de referencia del fluido
- 6.1.2 Efecto de número de Reynolds en latransferencia de calor y en la caída de presión en flujo completamente desarrollado
- 6.1.3 Efecto del número de Prandtl
- 6.1.4 Efectos de entrada
- 6.1.5 Variación de las propiedades físicas
- 6.1.6 Condiciones de frontera térmicas y efectos de compresibilidad
- 6.1.7 Límites de precisión en los valores estimados de los coeficientes de transferencia de calor por convección
- 6.2* Análisis de la convección forzada laminar en un tubo largo
- 6.2.1 Flujo con calor uniforme
- 6.2.2* Temperatura superficial uniforme
- 6.3 Correlaciones para convección forzada laminar
- 6.3.1 Conductos circulares y rectangulares cortos
- 6.3.2 Conductos de sección transversal no circular
- 6.3.3 Efecto de las variaciones de las propiedades
- 6.3.4 Efecto de la convección natural
- 6.4* Analogía entre la transferencia de calor y la cantidad de movimiento en flujo turbulento
- 6.5 Correlaciones empíricas para la convección forzada turbulenta
- 6.5.1 Conductos y tubos
- 6.5.2 Conductos de forma no circular
- 6.5.3 Metales líquidos
- 6.6 Optimización de la transferencia de calor y enfriamiento de dispositivos electrónicos
- 6.6.1 Optimización de la convección forzada en el interior de tubos
- 6.6.2 Enfriamiento por convección forzadade dispositivos electrónicos
- 6.7 Comentarios finales
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- CAPÍTULO 7 Convección forzada sobre superficies exteriores
- 7.1 Flujo sobre cuerpos abultados
- 7.2 Cilindros, esferas y otras formas abultadas
- 7.2.1 Anemómetro de hilo caliente
- 7.2.2 Esferas
- 7.2.3 Objetos abultados
- 7.3* Lechos empacados
- 7.4 Paquetes de tubos en flujo transversal
- 7.4.1 Metales líquidos
- 7.5* Paquetes de tubos con aletas en flujo transversal
- 7.6* Chorros libres
- 7.6.1 Chorros en superficie libre: correlaciones de transferencia de calor
- 7.6.2 Chorros sumergidos: correlaciones de transferencia de calor
- 7.7 Comentarios finales
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- CAPÍTULO 8 Intercambiadores de calor
- 8.1 Introducción
- 8.2 Tipos básicos de intercambiadores de calor
- 8.3 Coeficiente global de transferencia de calor
- 8.3.1 Factores de ensuciamiento
- 8.4 Diferencia de temperatura media logarítmica
- 8.5 Eficiencia de un intercambiador de calor
- 8.6* Optimización de la transferencia de calor
- 8.6.1 Aplicaciones
- 8.6.2 Análisis de las técnicas de optimización
- 8.7* Intercambiadores de calor a microescala
- 8.8 Comentarios finales
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- CAPÍTULO 9 Transferencia de calor por radiación
- 9.1 Radiación térmica
- 9.2 Radiación de un cuerpo negro
- 9.2.1 Leyes que rigen un cuerpo negro
- 9.2.2 Funciones de radiación y emisión de banda
- 9.2.3 Intensidad de radiación
- 9.2.4 Relación entre intensidad y potencia emisora
- 9.2.5 Irradiación
- 9.3 Propiedades de radiación
- 9.3.2 Propiedades de radiación monocromática y ley de Kirchhoff
- 9.3.4 Características de superficies reales
- 9.4 Factor de forma en la radiación
- 9.4.1 Álgebra para el factor de forma
- 9.5 Recintos con superficies negras
- 9.6 Recintos con superficies grises
- 9.7* Inversión matricial
- 9.7.1 Recintos con superficies grises
- 9.7.2 Recinto con superficies no grises
- 9.7.3* Recintos con medios absorbentes y transmisores
- 9.8* Propiedades de radiación de gases y vapores
- 9.9 Radiación combinada con convección y conducción
- 9.10 Comentarios finales
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- CAPÍTULO 10 Transferencia de calor con cambio de fase
- 10.1 Introducción a la ebullición
- 10.2 Ebullición en estanque
- 10.2.1 Regímenes de ebullición en estanque
- 10.2.2 Mecanismos de crecimiento de burbujas
- 10.2.3 Ebullición nucleada en estanque
- 10.2.4 Flujo de calor crítico en ebullición nucleada en estanque
- 10.2.5 Ebullición pelicular en estanque
- 10.3 Ebullición en convección forzada
- 10.3.1 Ebullición nucleada en convección forzada
- 10.3.2 Ebullición con producción neta de vapor
- 10.3.3 Flujo de calor crítico
- 10.3.4 Transferencia de calor más allá del punto crítico
- 10.4 Condensación
- 10.4.1 Condensación en forma de película
- 10.4.2 Condensación en forma de gotas
- 10.5* Diseño de un condensador
- 10.6* Tubos de calentamiento
- 10.6.1 Limitación sónica
- 10.6.2 Limitación de arrastre
- 10.6.3 Limitación de la mecha
- 10.6.4 Limitaciones en la ebullición
- 10.7* Congelación y fusión
- Referencias
- Problemas
- Problemas de diseño
- APÉNDICES
- APÉNDICE 1 Sistema internacional de unidades
- TABLA 1 Unidades SI básicas
- TABLA 2 Unidades SI definidas
- TABLA 3 Unidades SI derivadas
- TABLA 4 Prefijos SI
- TABLA 5 Constantes físicas en unidades SI
- TABLA 6 Factores de conversión
- APÉNDICE 2 Tablas de datos
- Propiedades de sólidos
- TABLA 7 Emisividades normales de metales
- TABLA 8 Emisividades normales de no metales
- TABLA 9 Emisividades normales de pinturas y recubrimientos superficiales
- TABLA 10 Aleaciones
- TABLA 11 Aislantes y materiales de construcción
- TABLA 11 (Continuación)
- TABLA 12 Elementos metálicosa
- TABLA 12 (Continuación)
- Propiedades termodinámicas de líquidos
- TABLA 13 Agua a presión de saturación
- TABLA 13 (Continuación)
- TABLA 14 Freón-12 (CCL2F2), líquido saturado
- TABLA 15 R-134a (C2H2F4), líquido saturado
- TABLA 16 Amoniaco (NH3), líquido saturado
- TABLA 17 Aceite para motores sin usar
- TABLA 18 Aceite para transformadores (Norma 982-68)
- TABLA 19 Alcohol n-butílico (C4H10O)
- TABLA 20 Anilina comercial
- TABLA 21 Benceno (C6H6)
- TABLA 22 Compuestos orgánicos a 20 °C, 68 °F
- Fluidos de transferencia de calor
- TABLA 23 Mobiltherm 600
- TABLA 24 Sal nitrada fundida (60% NaNO3, 40% KNO3, en peso)
- Metales líquidos
- TABLA 25 Bismuto
- TABLA 26 Mercurio
- TABLA 27 Sodio
- Propiedades termodinámicas de gases
- TABLA 28 Aire seco a presión atmosférica
- TABLA 29 Bióxido de carbono a presión atmosférica
- TABLA 30 Monóxido de carbono a presión atmosférica
- TABLA 31 Helio a presión atmosférica
- TABLA 32 Hidrógeno a presión atmosférica
- TABLA 33 Nitrógeno a presión atmosférica
- TABLA 34 Oxígeno a presión atmosférica
- TABLA 35 Vapor (H2O) a presión atmosférica
- TABLA 36 Metano a presión atmosférica
- TABLA 37 Etano a presión atmosférica
- TABLA 38 Atmósfera a
- Propiedades diversas y función de error
- TABLA 39 Tamaño del poro de la mecha de un tubo de calentamientoy datos de permeabilidada
- TABLA 40 Absortividad solar (as) y emisividades térmicas hemisféricas totales (eh) de elementos de construcción seleccionados
- TABLA 40 (Continuación)
- TABLA 41 Dimensiones de tubos de aceroa
- TABLA 41 (Continuación)
- TABLA 42 Propiedades promedio de tubos
- TABLA 42 (Continuación)
- TABLA 43 La función de error
- Ecuaciones de correlación para las propiedades físicas
- TABLA 44 Capacidades térmicas de gases ideales
- TABLA 45 Viscosidades de gases a baja presión