Introducción a la termotrasferencia

Introducción a la termotransferencia
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		ISBN Editorial Universitaria
		Dedicatoria
		Avales
	Indice
	Prólogo
	Introducción
	Capítulo I Conducción estacionaria unidimensional
		1.1 Introducción
			1.1.2 Conducción en paredes planas con condiciones de primer género
			1.1.3 Conducción en paredes planas compuestas con condiciones de contorno de primer y tercer género
			1.1.4 Conducción en paredes cilíndricas simples con condiciones de primer género
			1.1.5 Conducción en paredes cilíndricas simples con condiciones de contorno de primer género
			1.1.6 Conducción en paredes cilíndricas compuestas con condiciones de contorno de primer género
			1.1.7 Conducción en paredes cilíndricas compuestas con condiciones de contorno de primer y tercer género
		1.2 Diámetro crítico de una pared cilíndrica. Aislamiento térmico de tuberías
		1.3 Conducción en una pared esférica sin fuentes internas de calor
		1.4 Resistencia térmica producida por el contacto de dos superficies
		1.5 Conducción en cuerpos con fuentes internas de calor
			1.5.1 Conductividad térmica de una pared plana con fuentes internas de calor
			1.5.2 Conducción a través de una varilla cilíndrica homogénea
			1.5.3 Conductividad térmica de una pared cilíndrica con fuentes internas de calor
		1.6 Breves elementos de conducción de calor en una placa porosa
	Capítulo II Conducción estacionaria multidimensional
		2.1 Conceptos básicos para el análisis de conducción multidimensional en estado estacionario
		2.2 Fundamentos del método de separación de variables o método de Fourier
		2.3 Condiciones de contorno para una placa rectangular con una distribución de temperatura dada en una arista y nula en las demás
			2.3.1 Condiciones de contorno para una placa rectangular con un borde a temperatura uniforme
			2.3.2 Condiciones de contorno para una placa rectangular con distribución de temperaturas en dos bordes opuestos
			2.3.3 Condiciones de contorno para una placa rectangular con distribución de temperaturas en más de una superficie de contorno
			2.3.4 Condiciones de contorno para una placa rectangular con distribución de temperaturas en más de una superficie de contorno
		2.4 Transferencia de calor en configuraciones comunes
		2.5 Introducción a la aplicación de los métodos numéricos en la transferencia de calor por conducción estacionaria
			2.5.1 Método de diferencias finitas aplicado a la conducción unidimensional de calor en estado estacionario en una pared plana
			2.5.2 Establecimiento de las condiciones de frontera en el método de diferencias finitas para la conducción unidimensional
			2.5.3 Tratamiento de los nodos en una frontera aislada como nodos interiores, concepto de imagen especular
			2.5.4 Conducción bidimensional de calor en estado estacionario
			2.5.5 Aplicación del método de relajación
			2.5.6 Aplicación del método matricial
			2.5.7 Aplicación del método de iteración
			2.5.8 Método gráfico de solución a problemas multidimensionales de conducción estacionaria
	Capítulo III Conducción no estacionaria
		3.1 Introducción
		3.2 Problema de conducción transitoria unidimensional en forma adimensional
		3.3 Solución exacta del problema de conducción transitoria unidimensional
			3.3.1 Soluciones aproximadas, analíticas y gráficas
			3.3.2 Conducción transitoria unidimensional en placa infinita con condición de contorno de convección
			3.3.3 Conducción transitoria unidimensional en un cilindro infinito con condición de contorno de convección
			3.3.4 Conducción transitoria unidimensional en una esfera con condición de contorno de convección
			3.3.5 Conducción transitoria unidimensional en tubos infinitos con condición de contorno de convección
			3.3.6 Conducción unidimensional en régimen no estacionario con presencia de fuentes internas de calor y condiciones de contorno convectivas
			3.3.7 Conducción unidimensional y no estacionaria en una placa infinita con condición de contorno isotérmica
			3.3.8 Conducción unidimensional y no estacionaria en un cilindro infinito con condición de contorno isotérmica
			3.3.9 Conducción unidimensional y no estacionaria en una esfera con condición de contorno isotérmica
			Sin título
		3.4 Conducción unidimensional en régimen no estacionario con presencia de fuentes internas de calor y condiciones de contorno isotérmicas
		3.5 Conducción de calor transitoria en sólidos semiinfinitos
		3.6 Conducción transitoria en un sólido con resistencia térmica despreciable
		3.7 Conducción de calor en régimen no estacionario en sistemas multidimensionales
		3.8 Métodos numéricos en la transferencia de calor por conducción no estacionaria
		3.9 Errores cometidos en el empleo de los métodos numéricos
	Capítulo IV Superficies extendidas
		4.1 Superficies extendidas de sección transversal constante
		4.2 Campo de aplicación de las aletas rectas de perfil uniforme
		4.3 Perfil óptimo para una superficie extendida rectas y de perfil uniforme
		4.4 Consideraciones de carácter especial en superficies extendidas de sección transversal constante
		4.5 Superficies ampliadas de sección transversal variable
			4.5.1 Aletas anulares circulares
			4.5.2 Aleta longitudinal de perfil trapecial y triangular
		4.6 Rendimiento de las aletas
		4.7 Otros perfiles de aletas de sección transversal variable
		4.8 Eficiencia global de las superficies extendidas
		4.9 Coeficiente pelicular de transferencia de calor para aletas refrigeradas por aire y enfriamiento por convección natural de superficies con aletas
	Capítulo V Introducción a la convección
		5.1 Nociones y definiciones generales
		5.2 Ecuaciones diferenciales del proceso de transferencia de calor por convección
		5.3 Fundamentos de la teoría de la semejanza
		5.4 Semejanza en los procesos de intercambio térmico por convección
		5.5 Fundamentos de la teoría de la semejanza según el método de Rayleigh
	Capítulo VI Introducción a la teoría de la capa límite
		6.1 Introducción
		6.2 Soluciones de las ecuaciones de convección para una placa plana
		6.3 Ecuación de energía para una placa plana isotérmica con régimen de flujo laminar
		6.4 Capa límite laminar en flujo sobre placa plana
		6.5 Espesores y caudales de la capa límite
			6.5.1 Análisis de la ecuación integral del impulso de la capa límite
			6.5.2 Determinación de la fuerza de arrastre y el perfil de distribución de velocidades de la capa límite laminar mediante el empleo de polinomios de segundo y tercer grado
			6.5.3 Ecuaciones de Prandlt de la capa límite
			6.5.4 Ecuaciones de Prandlt de la capa límite
			6.5.5 Ecuación integral de la energía de la capa límite
			6.5.6 Relación entre el coeficiente de arrastre local y el coeficiente pelicular de transferencia de calor en un flujo laminar sobre una placa plana
			6.5.7 Capa límite turbulenta para una placa plana
	Capítulo VII Hidrodinámica de conductos y accesorios
		7.1 Regímenes de corriente de líquidos y gases en conductos
			7.1.1 Ecuaciones fundamentales para flujo incomprensible
			7.1.2 Análisis dimensional del problema de fricción para flujo incompresible
			7.1.3 Determinación del factor de fricción para el cálculo de pérdidas de presión por el interior de tubos rectos
		7.2 Pérdidas producidas por accesorios
		7.3 Coeficiente de pérdidas locales para situaciones diversas
	Capítulo VIII Conveccion Forzada y libre (Parte I)
		8.1 Introducción
		8.2 Temperatura media del fluido en una sección transversal
			8.2.1 Temperatura media del fluido y caída de temperatura en un conducto
			8.2.2 Análisis de la región de entrada
			8.2.3 Región de flujo desarrollado hidrodinámicamente
			8.2.4 Flujo en conductos no circulares
		8.3 Análisis térmico general
		8.4 Perfil de temperatura y el número de Nusselt
			8.4.1 Fluidos que circulan por el interior de tuberías en convección forzada en régimen laminar, con temperatura de pared constante
			8.4.2 Fluidos que circulan por el interior de tuberías en convección forzada en régimen laminar, con temperatura de pared constante
		8.5 Analogía entre la transmisión de calor y la cantidad de movimiento en flujo turbulento
			8.5.1 Expresiones generales de la relación básica de la analogía entre el calor y la cantidad de movimiento
			8.5.2 Analogía de Reynolds
			8.5.3 Analogía de Prandtl
			8.5.4 Analogía de Von Karman
	Capítulo IX Conveccion forzada y libre (Parte II)
		9.1 Introducción a la convección libre o natural. Mecanismo físico de la convección natural
			9.1.1 Convección libre sobre superficies
		9.2 Resistencia al movimiento debida a la fricción y la presión en flujos externos
			9.2.1 Flujo a través de cilindros y esferas
		9.3 Coeficientes de transferencia de calor
		9.4 Flujo a través de un banco de tubos
	Capítulo X Correlaciones para la convección
		10.1 Convección en el interior de tubos con fluido laminar y régimen viscoso
		10.2 Convección en el interior de tubos con fluido laminar y régimen viscoso gravitacional
		10.3 Convección en el interior de tubos para fluido turbulento
		10.4 Correlaciones para la convección forzada en placas
		10.5 Correlaciones para la convección libre (natural)
			10.5.1 Solución integral en pared isoterma
		10.6 Placas isotérmicas
			10.6.1 Placas con flujo de calor constante
		10.7 Correlaciones para convección libre en superficies cilíndricas y en placas
			10.7.1 Convección natural en cilindros horizontales
			10.7.2 Convección natural en cilindros vertical
			10.7.3 Convección natural en cilindros inclinados
			10.7.4 Convección libre sobre placa vertical con flujo de calor uniforme
			10.7.5 Convección libre sobre placa inclinada
			10.7.6 Convección libre sobre una placa horizontal
			10.7.7 Convección libre entre placas horizontales, (recintos horizontales)
			10.7.8 Convección libre entre placas verticales (recintos verticales)
			10.7.9 Convección natural entre placas inclinadas (recintos inclinados)
		10.8 Correlaciones para la convección natural en tubos horizontales
			10.8.1 Convección natural entre cilindros concéntricos
		10.9 Convección libre en esferas
		10.10 Convección en flujo turbulento de metales líquidos por el interior de una tubería
		10.11 Convección en el exterior de tubos solitarios bañados transversalmente
		10.12 Convección en el exterior de un paquete de tubos bañados transversalmente
		10.13 Transferencia de calor durante el bañado transversal de un paquete de tubos aleteados
			10.13.1 Coeficientes j y f para diversas configuraciones de tubos y bancos de tubos aleteados.
		10.14 Expresiones básicas para el cálculo de la transferencia de calor por convección en superficies giratorias
	Capítulo XI Transferencia de calor con cambio de fase. Condensación
		11.1 Introducción a la transferencia de calor por condensación
			11.1.1 Fundamentos de la transmisión de calor en la condensación de vapor puro
		11.2 Fundamentos de la condensación en forma de película
			11.2.1 Efecto del subenfriamiento del líquido y sobrecalentamiento del vapor a condensar
			11.2.2 Condensación en película laminar sobre placas y tubos verticales
			11.2.3 Flujo laminar ondulado sobre placas verticales
			11.2.4 Flujo turbulento sobre placas verticales
			11.2.5 Otras formulaciones para flujo sobre placas verticales
			11.2.6 Condensación en película laminar sobre un tubo horizontal
			11.2.7 Condensación en película por el interior de un tubo horizontal
			11.2.8 Análisis del arrastre ocasionado por velocidades elevadas del vapor
			11.2.9 Condensación pelicular en bancos de tubos horizontales
			11.2.10 Condensación en película por el interior de un tubo helicoidal
		11.3 Transferencia de calor por condensación por gotas
		11.4 Presencia de gases no condensables en los condensadores
	Capítulo XII Transferencia de calor con cambio de fase. Ebullición
		12.1 Introducción a la transferencia de calor con cambio de fase por ebullición
		12.2 Principios físicos de la formación de la burbuja de vapor en ebullición nucleada
		12.3 Clasificación de los modos de ebullición. Aspectos básicos
		12.4 Ebullición local o en estanque
			12.4.1 Regímenes de ebullición y la curva de ebullición
			12.4.2 Correlaciones para la evaluación de la ebullición en estanque
			12.4.3 Cálculo de la ebullición de mezclas en recintos cerrados
			12.4.4 Pico de calor en la ebullición en estanque
			12.4.5 Flujo mínimo de calor
			12.4.6 Mejoramiento de la transferencia de calor en la ebullición en estanque
		12.5 Ebullición en flujo (en masa)
			12.5.1 Ebullición de líquidos en flujo forzado en el interior de tubos horizontales
			12.5.2 Ebullición de líquidos en flujo forzado en el interior de tubos verticales
			12.5.3 Gradiente de presión en el interior de tubos verticales
			12.5.4 Formulación para la ebullición en el interior de tubos verticales
			12.5.5 Métodos especiales de análisis en la transferencia de calor por ebullición
			12.5.6 Correlaciones de cálculo para la ebullición forzada de mezclas binarias
	Capítulo XIII Radiación térmica. Fundamentos y factores de forma
		13.1 Introducción a la transferencia de calor por radiación térmica
		13.2 Principios de la física de la radiación
			13.2.1 Ley de desplazamiento de Wien
			13.2.2 Ley de Stefan- Boltzmann
		13.3 Funciones de radiación del cuerpo negro
		13.4 Elementos de la transferencia de calor por radiación
		13.5 Factor de forma de la radiación
			13.5.1 Factores de forma para combinaciones diversas de superficies
			13.5.2 Propiedades de los factores de forma
			13.5.3 Principios del algebra de factores de forma
			13.5.4 Principios del método de las cuerdas cruzadas para el intercambio de energía radiante entre superficies de configuración compleja
			13.5.5 Factores de forma para superficies bidimensionales
			13.5.6 Factores de forma para superficies tridimensionales
	Capítulo XIV Radiación térmica. Intercambios de radiación entre superficies.
		14.1 Intercambio de radiación entre superficies negras
			14.1.1 Intercambio de radiación entre superficies negras y refractarias
			14.1.2 Casos particulares en el intercambio de radiación entre superficies negras y refractarias
		14.2 Intercambio de radiación entre superficies grises
			14.2.1 Superficies grises refractarias
		14.3 Análisis de radiación mediante el empleo de métodos matriciales
		14.4 Intercambio de radiación con gases emisores y absorbentes
			14.4.1 Propiedades relativas a la radiación en un medio participante
			14.4.2 Emisividad y absortividad de gases y mezclas de ellos
			14.4.3 Longitud característica o longitud media del haz
		14.5 Radiación a través de un medio transmisor y absorbente
		14.6 Nociones sobre el efecto invernadero
	Capítulo XV Equipos de transferencia de calor
		15.1 Introducción
		15.2 Clasificación de los equipos de transferencia de calor
			15.2.1 Intercambiadores de calor de doble tubo
			15.2.2 Intercambiadores de calor de tubo y coraza
			15.2.3 Intercambiadores enfriados por aire y radiadores
			15.2.4 Intercambiadores de placas
			15.2.5 Intercambiadores de calor en espiral
			15.2.6 Otros tipos de intercambiadores de calor
			15.2.7 Guía básica para la selección del intercambiador de calor más adecuado
		15.3 Intercambiadores de calor de tubos y coraza
			15.3.1 Tubos
			15.3.2 Placa de tubos
			15.3.3 Coraza
			15.3.4 Deflectores o baffles
			15.3.5 Cabezales
			15.3.6 Arreglo de los tubos (tube layout)
			15.3.7 Espaciado de los deflectores
			15.3.8 Número de pasos
			15.3.9 Número de corazas y de pasos en la coraza
			15.3.10 Número de pasos de tubos
			15.3.11 Número de tubos
			15.3.12 Recomendaciones para la selección del arreglo más eficiente para un trabajo determinado
			15.3.13 Recomendaciones para la ubicación de los fluidos operantes en el intercambiador de calor
		15.4 Coeficiente de transferencia de calor global o total
		15.5 Factor de incrustación o deposición
		15.6 Análisis de los intercambiadores de calor
			15.6.1 Método de la diferencia de temperatura media logarítmica
			15.6.2 Intercambiadores de calor de pasos múltiples y flujo cruzado. Factor de corrección
			15.6.3 Método de la efectividad (NTU)
			15.6.4 Eficiencia para flujos paralelos en equicorriente
			15.6.5 Eficiencia para flujos paralelos en contracorriente
		15.7 Introducción a los intercambiadores de calor de placas
			15.7.1 Selección de los intercambiadores de calor de placas atendiendo al potencial de riesgo (Norma NRF-193-PEMEX-2014 (R2016))
			15.7.2 Breve descripción de un intercambiador de calor de placas (PHE)
			15.7.3 Funcionamiento de un intercambiador de calor a placas
			15.7.4 Clasificación de los intercambiadores de calor de placas
			15.7.5 Características del intercambiador de placas
			15.7.6 Expresiones para la determinación del coeficiente medio de transferencia de calor en un intercambiador a placas en medios de una sola fase
			15.7.7 Expresiones para la determinación del coeficiente medio de transferencia de calor en PHE en medios con presencia de cambios de fase
			15.7.8 Breves nociones sobre la caída de presión en un PHE
			15.7.9 Elementos del cálculo mecánico de intercambiadores de placas
			15.7.10 Procedimiento de evaluación hidro-térmica de un PHE
		15.8 Análisis estimado de costos para intercambiadores de calor
			15.8.1 Ejemplo aplicativo de la evaluación del costo de un intercambiador de calor
	Capítulo XVI Aplicación del metodo de elementos finitos a la transferencia de calor
		16.1 Principios básicos
			16.1.1 Antecedentes históricos
		16.2 Formulaciones integrales y métodos variacionales
			16.2.1 Identidades y elementos integrantes del análisis de variaciones en el método de elementos finitos
			16.2.2 Identidades y elementos integrantes del análisis de variaciones en el método de elementos finitos
			16.2.3 Métodos variacionales de aproximación
		16.3 Método de residuos pesados (ponderados)
			16.3.1 Comparación de los métodos variacionales con el método de los elementos finitos
		16.4 Elementos básicos de discretización del dominio
		16.5 Aplicaciones del método de elementos finitos a la transferencia de calor
		16.6 Cálculo de la transferencia de calor por conducción en una aleta trapezoidal por medio de las técnicas de campo escalar
		16.7 Cálculo de la transferencia de calor por conducción unidimensional mediante el empleo del método de residuos pesados
	Anexos
		Anexo A Dependencia del coeficiente de conductividad térmica del acero en función de los
componentes de la aleación.
		Anexo B Deducción y validación experimental de una ecuación para la determinación del
coeficiente medio de transferencia de calor en sistemas ACC.
		Anexo C Desarrollo teórico, deducción y validación experimental de una ecuación para la
determinación del coeficiente medio de transferencia de calor por condensación en sistemas
confinados y multi-orientados
		Anexo D Análisis de los intervalos de decrecimiento con el aumento de la presión del
coeficiente de transferencia de calor por condensación
		Anexo E Análisis del bañado transversal del paquete de tubos y deducción de una nueva
expresión para la determinación del coeficiente de transferencia de calor en sistemas ACC
	Tablas útiles (propiedades físicas y otros)
	Selección de problemas resueltos
		Conducción estacionaria unidimensional
			Problema 1
			Problema 2
			Problema 3
			Problema 4
			Problema 5
			Problema 6
			Problema 7
			Problema 8
			Problema 9
			Problema 10
			Problema 11
			Problema 12
			Problema 13
			Problema 14
			Problema 15
			Problema 16
			Problema 17
			Problema 18
			Problema 19
			Problema 20
			Problema 21
			Problema 22
		Conducción estacionaria multidimensional
			Problema 1
			Problema 2
		Conducción no estacionaria
			Problema 1
			Problema 2
			Problema 3
			Problema 4
			Problema 5
			Problema 6
			Problema 7
			Problema 8
			Problema 9
			Problema 10
			Problema 11
			Problema 12
			Problema 13
			Problema 14
		Superficies extendidas
			Problema 1
			Problema 2
			Problema 3
			Problema 4
			Problema 5
			Problema 6
			Problema 7
		Problemas variados de convección.
			Problema 1
			Problema 2
			Problema 3
			Problema 4
			Problema 5
			Problema 6
			Problema 7
			Problema 8
			Problema 9
			Problema 10
			Problema 11
			Problema 12
			Problema 13
			Problema 14
			Intercambiadores de calor 1
			Intercambiadores de calor 2
	Referencias consultadas