Transmissió de calor

Tras introducir los fundamentos y las leyes básicas de la transmisión de calor, conducción, convección y radiación, estos conceptos se aplican al diseño y la operación de intercambiadores de calor y evaporadores. Los procedimientos utilizados constituyen una base para analizar los aparatos donde tienen lugar estos procesos de transferencia, incluyendo aspectos prácticos de la radiación. Sin abandonar el rigor de una publicación científico técnica, la obra tiene un carácter aplicado, y la mayoría de los capítulos se complementan con ejercicios resueltos y una colección de problemas propuestos. En definitiva, un volumen de gran ayuda para los estudiantes de Ingeniería Química y de otras ingenierías que se acercan al estudio de los procesos de transferencia de calor. Margarita Sanchotello es profesora titular de Ingeniería Química de la Universitat de València en el área de las operaciones básicas, a la cual está orientada su investigación. Es coautora de Introducción a la Ingeniería Química y autora de numerosas publicaciones científicas y comunicaciones. Asimismo, ha participado en diversos proyectos de investigación tanto públicos como privados. A. Vicent Orchillés es profesor titular de Ingeniería Química en la Universitat de València en las áreas de la mecánica de fluidos y el control de procesos. Es autor de numerosos artículos y comunicaciones sobre la catálisis orientada a la obtención de combustibles limpios, y ha participado en muchos proyectos de investigación tanto de organismos públicos como de empresas privadas. Ambos autores han publicado recientemente el libro Mecánica de fluidos en esta misma colección.

Índex
INTRODUCCIÓ
Nomenclatura
Capítol 1. Mecanismes de transmissió de calor
1.1 Introducció a la transmissió de calor
1.2 Mecanismes de transmissió de calor
1.3 Models i lleis bàsiques de la transmissió de calor
1.3.1 Conducció. Llei de Fourier
1.3.2 Convecció. Llei de refredament de Newton
1.3.3 Radiació. Llei de Stefan-Boltzmann
Capítol 2. Transmissió de calor per conducció
2.1 Introducció
2.2 Transmissió de calor a través d’un sòlid homogeni
2.2.1 Paret plana
2.2.2 Paret cilíndrica
2.2.3 Paret esfèrica
2.3 Conducció a través de parets compostes
2.3.1 Parets planes: en sèrie i en paral·lel
2.3.2 Recobriments cilíndrics en sèrie
2.3.3 Recobriments esfèrics en sèrie
2.4 Problemes
Capítol 3. Transmissió de calor per convecció
3.1 Transmissió de calor per convecció. Concepte de capa límit tèrmica
3.1.1 Coeficient individual de transport de calor
3.1.2 Combinació de resistències a la transmissió de calor. Coeficient global de transport
3.2 Resistència deguda a l’embrutiment: «fouling»
3.3 Transmissió de calor en un líquid en ebullició
3.4 Estimació de coeficients individuals de transmissió de calor
3.5 Problemes
Capítol 4. Bescanviadors de calor
4.1 Introducció
4.2 Classificació i descripció
4.3 Bescanviadors de calor de tubs concèntrics
4.3.1 Equacions de disseny
4.3.2 Integració de les equacions de disseny.
4.4 Operacions impròpies d’un bescanviador de calor de tubs concèntrics
4.5 Eficàcia d’un bescanviador de calor
4.6 Anàlisi del funcionament d’un bescanviador de calor
4.7 Problemes
Capítol 5. Bescanviadors de calor d’ús industrial
5.1 Introducció
5.2 Bescanviadors de calor de carcassa i tubs
5.3 Disseny de bescanviadors de calor d’ús industrial
5.3.1 Mètode del factor de correcció de T mitjana logarítmica
5.3.2 Mètode del nombre d’unitats de transmissió
5.3.3 Mètode gràfic generalitzat
5.4 Anàlisi comparada de diversos tipus de bescanviadors de calor
5.5 Aspectes pràctics del disseny de bescanviadors de calor
5.5.1 Temperatures d’entrada i eixida dels fluids
5.5.2 Elecció del costat pel qual circula cada fluid
5.5.3 Velocitats típiques dels fluids en un bescanviador de calor
5.5.4 Valors típics del coeficient global
5.5.5 Comentaris i aclariments finals
5.6 Problemes
Capítol 6. Evaporació
6.1 Introducció
6.2 Equacions fonamentals d’un evaporador
6.2.1 Balanç de matèria
6.2.2 Balanç d’energia
6.2.3 Equació de velocitat
6.3 Disseny i funcionament d’un evaporador (simple efecte)
6.3.1 Disseny d’un evaporador (càlcul de l’àrea)
6.3.2 Ús d’un evaporador per aconseguir una composició (càlcul de l )
6.3.3 Anàlisi del funcionament d’un evaporador (càlcul de xL)
6.4 Problemes
Capítol 7. Disseny d’evaporadors de múltiple efecte
7.1 Aprofitament de l’energia del vapor del dissolvent
7.1.1 Reutilització del vapor
7.1.2 Múltiple efecte
7.1.3 Bomba tèrmica
7.2 Evaporadors de múltiple efecte. Avantatges i inconvenients de les diverses alimentacions
7.3 Disseny d’un evaporador de triple efecte amb alimentació directa, sense elevació del punt d’ebullició
7.4 Disseny d’un evaporador de triple efecte amb alimentació directa i amb elevació del punt d’ebullició
7.5 Tipus d’evaporadors
7.6 Anomalies en el funcionament d’un evaporador
7.6.1 Problemes en T
7.6.2 Disminució de l’àrea
7.6.3 Disminució del coeficient global
7.7 Problemes
Capítol 8. Radiació
8.1 Generalitats
8.1.1 Naturalesa de la radiació tèrmica
8.1.2 La radiació d’un cos negre
8.1.3 Lleis de Planck, de Wien i de Stefan-Boltzmann
8.1.4 Absorció, reflexió i transmissió de l’energia radiant
8.2 Lleis de Kirchhoff
8.3 Intercanvi de radiació entre superfícies separades per mitjans no absorbents ni emissors
8.3.1 Radiació entre superfícies negres. Factors geomètrics: definició i propietats
8.3.2 Càlcul del flux net de calor entre superfícies negres
8.3.3 Càlcul dels factors geomètrics
8.3.4 Radiació entre superfícies negres en presència de superfícies refractàries
8.4 Radiació entre superfícies no negres: factor gris (ℑ)
8.4.1 Procediment recomanat de càlcul
8.5 La radiació en presència d’altres mecanismes de transport d’energia
8.5.1 Equació simplificada per a la radiació. Coeficient individual de transmissió de calor per radiació
8.5.2 Combinació de resistències al transport de calor
8.5.3 Aïllament tèrmic d’una conducció. Càlcul del gruix òptim de la capa d’aïllant
8.5.4 Temperatura veritable d’un gas que circula per una conducció
8.5.5 Estimació de la magnitud hR
8.6 Problemes
Apèndixs
A. Coeficients individuals de transmissió de calor
B. Propietats termodinàmiques de l’aigua i del vapor d’aigua saturats
C. Exemples resolts a través de Mathcad
BIBLIOGRAFIA.
ÍNDEX ANALÍTIC