Reseña

Este libro comprende el material del curso de transferencia de energía, el cual se imparte en la carrera de Ingeniería Química de la Facultad de Química de la UNAM. Como en el caso del libro 1 sobre Transferencia de Momentum, una buena parte del material se basa en el libro de R. B. Bird, W. E. Stewart y E. N. Lightfoot, “Transport Phenomena”, segunda edición. El contenido del libro de Transferencia de Energía es consistente con el programa de estudios del curso de Transferencia de Energía de la carrera de Ingeniería Química.

Este libro contiene las bases matemáticas y físicas fundamentales para la comprensión de los conceptos básicos de la Transferencia de Energía y que permita a los alumnos y profesores cimentar la teoría para las aplicaciones en el posterior curso de Ingeniería. Consta de 7 capítulos que analizan los mecanismos básicos de Transferencia de Energía: conducción, convección y radiación.

El capítulo 1 se titula Fundamentos de la Transferencia de Energía y comprende 5 partes: definiciones de conceptos fundamentales, ecuaciones de conservación, ecuaciones constitutivas, balances de energía y conductividad térmica.

En el capítulo 2 se analizan los fluidos compresibles. Consta de 3 partes, las cuales son: gases ideales con atención a los casos especiales de la ecuación de balance de energía, la propagación de ondas de sonido y la ecuación de onda y los procesos con elevada disipación, como son las ondas de choque.

El título del capítulo 3 es Balances Diferenciales de energía. El capítulo se divide en 3 partes: convección-difusión de calor en sistemas cerrados, sistemas cerrados con generación de calor interna y transferencia de calor interfacial en sistemas abiertos. La parte 1 a su vez consta de los siguientes casos: convección forzada en tuberías, transpiración física y convección natural. La segunda parte analiza 4 casos: conducción en líquidos con disipación viscosa, convección-conducción con reacción química, conducción en sólidos con fuente de calor eléctrica y conducción en sólidos con fuente de calor nuclear. Finalmente, la parte 3 analiza la conducción de calor desde una esfera hacia un fluido en reposo, el transporte interfacial en una placa plana, transporte interfacial en un cilindro y la conducción y transferencia interfacial simultáneas.

El capítulo 4 consta de dos partes: capa límite térmica y el flujo turbulento no isotérmico. La capa límite térmica es analizada por medio del método de Von Karman y discute la solución asintótica para números de Prandtl grandes (en líquidos). La parte de flujos turbulentos no isotérmicos analiza la analogía de Reynolds y la expresión del flux de calor para flujo turbulento en tuberías.

El capítulo 5 se titula Transporte de Energía Interfacial en Sistemas no Isotérmicos. Coeficientes de Transferencia de Calor. Consta de 5 partes: convección forzada en tubos, convección forzada alrededor de cuerpos sumergidos, convección forzada en medios porosos, convección natural y condensación de vapores en superficies sólidas.

El capítulo 6 se titula Balances Integrales. Contiene el balance integral de energía para un fluido de densidad constante y a régimen permanente, y casos especiales. Consta de dos secciones: flujo de gases ideales en ductos horizontales de sección constante y flujo de gases ideales en procesos adiabáticos sin fricción. La primera sección analiza el flujo adiabático, el flujo isotérmico y la optimización del flujo másico en ambos casos. La segunda sección trata operaciones de transferencia de calor en compresores, toberas, tanques de presión, medidores de flujo y la optimización del flujo másico en estos procesos.

El título del capítulo 7 es Transferencia de Energía por Radiación. Contiene varias secciones, que incluyen, en su primera sección, las definiciones fundamentales de los procesos ópticos de la radiación térmica. La segunda sección incluye la discusión de la termodinámica de la radiación y las leyes de Kirchhoff y Stefan. La tercera sección describe la teoría de la densidad espectral y la cuarta sección trata el problema de la radiación entre cuerpos grises.

En el curso de transferencia de energía se sugiere que los capítulos 4 y 7 sean capítulos de referencia y los demás capítulos se discutan en detalle en dos partes: la primera que incluya a los capítulos 1, 2 y 3, y la segunda parte que incluya a los capítulos 5 y 6. Al igual que el libro de Transferencia de Momentum, este libro no incluye los balances de coraza, ya que se derivaron las ecuaciones de los balances diferenciales a partir de teoremas integrales generalmente válidos, y las ecuaciones deducidas se encuentran en el capítulo 1 en los 3 sistemas de coordenadas.