Transferencia de calor y masa : Un enfoque practico.

930 Pages·2007·15.378 MB·Spanish

by  Yunus A. Cengel, Javier Enríquez Brito, Jose Hernan Perez Castellanos

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DIMENSIÓN MÉTRICA MÉTRICA/INGLESA
Volumen específico 1 m3/kg (cid:2)1000 L/kg 1 m3/kg (cid:2)16.02 ft3/lbm
(cid:2)1000 cm3/g 1 ft3/lbm (cid:2)0.062428 m3/kg
Temperatura T(K) (cid:2)T(°C) (cid:3)273.15 T(R) (cid:2)T(°F) (cid:3)459.67 (cid:2)1.8T(K)
(cid:4)T(K) (cid:2)(cid:4)T(°C) T(°F) (cid:2)1.8 T(°C) (cid:3)32
(cid:4)T(°F) (cid:2)(cid:4)T(R) (cid:2)1.8* (cid:4)T(K)
Conductividad 1 W/m · °C (cid:2)1 W/m · K 1 W/m · °C (cid:2)0.57782 Btu/h · ft · °F
térmica
Resistencia térmica 1°C/W (cid:2)1 K/W 1 K/W (cid:2)0.52750°F/h · Btu
Velocidad 1 m/s (cid:2)3.60 km/h 1 m/s (cid:2)3.2808 ft/s (cid:2)2.237 mi/h
1 mi/h (cid:2)1.46667 ft/s
1 mi/h (cid:2)1.609 km/h
Viscosidad dinámica 1 kg/m · s (cid:2)1 N · s/m2(cid:2)1 Pa · s (cid:2)10 poise 1 kg/m · s (cid:2)2419.1 lbf/ft · h
(cid:2)0.020886 lbf · s/ft2
(cid:2)5.8016 (cid:5)10(cid:6)6lbf · h/ft2
Viscosidad cinemática 1 m2/s (cid:2)104cm2/s 1 m2/s (cid:2)10.764 ft2/s (cid:2)3.875 (cid:5)104ft2/h
1 stoke (cid:2)1 cm2/s (cid:2)10(cid:6)4m2/s 1 m2/s (cid:2)10.764 ft2/s
Volumen 1 m3(cid:2)1000 L (cid:2)106cm3(cc) 1 m3(cid:2)6.1024 (cid:5)104in3(cid:2)35.315 ft3
(cid:2)264.17 gal (E.U.)
1 galón E.U. (cid:2)231 in3(cid:2)3.7854 L
1 onza fluida (cid:2)29.5735 cm3(cid:2)0.0295735 L
1 galón E.U. (cid:2)128 onzas fluidas
Algunas constantes físicas
Constante universal de los gases R (cid:2)8.31447 kJ/kmol · K
u
(cid:2)8.31447 kPa · m3/kmol · K
(cid:2)0.0831447 bar · m3/kmol · K
(cid:2)82.05 L · atm/kmol · K
(cid:2)1.9858 Btu/lbmol · R
(cid:2)1545.35 ft · lbf/lbmol · R
(cid:2)10.73 psia · ft3/lbmol · R
Aceleración estándar de la gravedad g(cid:2)9.80665 m/s2
(cid:2)32.174 ft/s2
Presión atmosférica estándar 1 atm (cid:2)101.325 kPa
(cid:2)1.01325 bar
(cid:2)14.696 psia
(cid:2)760 mmHg (0°C)
(cid:2)29.9213 inHg (32°F)
(cid:2)10.3323 mH O (4°C)
2
Constante de Stefan-Boltzmann s(cid:2)5.6704 (cid:5)10(cid:6)8W/m2· K4
(cid:2)0.1714 (cid:5)10(cid:6)8Btu/h · ft2· R4
Constante de Boltzmann k(cid:2)1.380650 (cid:5)10(cid:6)23J/K
Velocidad de la luz en vacío c(cid:2)2.9979 (cid:5)108m/s
(cid:2)9.836 (cid:5)108ft/s
Velocidad del sonido en aire seco a 0°C y 1 atm C(cid:2)331.36 m/s
(cid:2)1089 ft/s
Calor de fusión del agua a 1 atm h (cid:2)333.7 kJ/kg
if
(cid:2)143.5 Btu/lbm
Calor de vaporización del agua a 1 atm h (cid:2)2257.1 kJ/kg
fg
(cid:2)970.4 Btu/lbm
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T R A N S F E R E N C I A
D E C A L O R Y M A S A
UN ENFOQUE PRÁCTICO
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T R A N S F E R E N C I A
D E C A L O R Y M A S A
UN ENFOQUE PRÁCTICO
YUNUS A. ÇENGEL
University of Nevada, Reno
Revisor técnico
Sofía Faddeeva
Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey,
Campus Estado de México
MÉXICO • BOGOTÁ • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA • LISBOA
MADRID • NUEVAYORK • SAN JUAN • SANTIAGO
AUCKLAND • LONDRES • MILÁN • MONTREAL • NUEVADELHI
SAN FRANCISCO • SINGAPUR • SAN LUIS • SIDNEY • TORONTO
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DirectorHigherEducation: Miguel Ángel Toledo Castellanos
DirectorEditorial: Ricardo del Bosque Alayón
Editorsponsor:Pablo Eduardo Roig Vázquez
Editora de desarrollo:Ana Laura Delgado Rodríguez
Supervisorde producción:Zeferino García García
Traducción:José Hernán Pérez Castellanos
Javier Enríquez Brito
TRANSFERENCIADE CALOR YMASA. Un enfoque práctico
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ISBN-13: 978-970-10-6173-2
ISBN-10: 970-10-6173-X
Traducido de la tercera edición de: Heat and Mass Transfer. APractical Approach
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ISBN-13: 978-0-07-312930-3
ISBN-10: 0-07-312930-5
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Impreso en México Printed in Mexico
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A
C E R C A D E L A U T O R
Yunus A. Çengel
es profesor de Ingeniería Mecánica en la Universidad
de Nevada en Reno. Recibió su grado de doctor en Ingeniería Mecánica en la
Universidad Estatal de Carolina del Norte en 1984. Sus áreas de investigación
son la energía renovable, la desalinización, el análisis de la energía, el mejo-
ramiento de la transferencia de calor, la transferencia de calor por radiación y
la conservación de la energía. Ha fungido como director del Industrial Assess-
ment Center (IAC) en la Universidad de Nevada en Reno, de 1996 a 2000. Ha
conducido equipos de estudiantes de ingeniería a numerosas instalaciones indus-
triales en el norte de Nevada y California para efectuar evaluaciones industria-
les y ha preparado informes sobre conservación de la energía, minimización
de los desechos y mejoramiento de la productividad para ellas.
El doctor Çengel es el coautor de libros de texto ampliamente aceptados.
Termodinámica: una aproximación a la ingeniería(2002), ahora en su cuarta
edición, y Fundamentos de ciencias de termofluidos (2001), los dos publica-
dos por McGraw-Hill. También es autor del libro de texto Introduction to
Thermodynamics and Heat Transfer(1997) publicado por McGraw-Hill. Al-
gunos de sus libros de texto han sido traducidos al chino, japonés, coreano, es-
pañol, turco, italiano y griego.
El doctor Çengel ha recibido varios premios sobresalientes en el ámbito de
la enseñanza. Recibió el premio ASEE Meriam/Wiley como autor distinguido
en 1992 y, una vez más, en 2000.
El doctor Çengel es ingeniero profesional registrado en el estado de Nevada y
es miembro de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME,
por sus siglas en inglés) y la Sociedad Estadounidense para la Educación en
Ingeniería (ASEE, por sus siglas en inglés).
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C
O N T E N I D O B R E V E
C A P Í T U L O U N O
INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS 1
C A P Í T U L O D O S
ECUACIÓN DE LA CONDUCCIÓN DE CALOR 61
C A P Í T U L O T R E S
CONDUCCIÓN DE CALOR EN ESTADO ESTACIONARIO 131
C A P Í T U L O C U AT R O
CONDUCCIÓN DE CALOR EN RÉGIMEN TRANSITORIO 217
C A P Í T U L O C I N C O
MÉTODOS NUMÉRICOS EN LA CONDUCCIÓN DE CALOR 285
C A P Í T U L O S E I S
FUNDAMENTOS DE LA CONVECCIÓN 355
C A P Í T U L O S I E T E
CONVECCIÓN EXTERNA FORZADA 395
C A P Í T U L O O C H O
CONVECCIÓN INTERNA FORZADA 451
C A P Í T U L O N U E V E
CONVECCIÓN NATURAL 503
C A P Í T U L O D I E Z
EBULLICIÓN Y CONDENSACIÓN 561
C A P Í T U L O O N C E
INTERCAMBIADORES DE CALOR 609
C A P Í T U L O D O C E
FUNDAMENTOS DE LA RADIACIÓN TÉRMICA 663
C A P Í T U L O T R E C E
TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIÓN 709
C A P Í T U L O C AT O R C E
TRANSFERENCIA DE MASA 773
A P É N D I C E 1
TABLAS Y DIAGRAMAS DE PROPIEDADES (SISTEMA INTERNACIONAL) 841
A P É N D I C E 2
TABLAS Y DIAGRAMAS DE PROPIEDADES (SISTEMA INGLÉS) 869
viii