DINÁMICA DE GASES
ebook

DINÁMICA DE GASES (ebook)

Editorial:
UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA
ISBN:
978-84-9880-692-2
Formato:
HTML5 – Streaming
Derechos eBook:
Acceso perpetuo desde cualquier dispositivo
DRM
Si

El propósito que se persigue con la edición de este libro es que sirva de orientación y primera aproximación a los conocimientos que el ingeniero o el técnico, en sus inicios profesionales, así como los estudiantes de grado o de doctorado, puedan necesitar para enfocar correctamente sus proyectos, o bien para orientar y apoyar sus estudios. Se ha elaborado a partir de los conocimientos del autor sobre la materia, con aportaciones de las obras consideradas seminales sobre cada tema, así como de las publicaciones técnico-científicas de indudable relevancia. Tabla de materias / Tabla de contenido (Español / Castellano): 1. Gases ideales, gases perfectos y gases reales 1.1 ¿Qué se entiende por gas? 1.2 Fluido ideal, gas ideal y gas perfecto 1.3 Leyes de los gases perfectos para una masa finita de gas 1.4 Coeficientes de expansión y de compresibilidad 1.5 Ecuación calórica de estado 1.6 Relación entre calores específicos 1.7 Los efectos del gas real 1.8 Límites de utilización de la teoría de los gases calóricamente perfectos 1.9 Gases reales 1.10 Estados correspondientes 1.11 Mezcla de gases 1.12 Tablas de gas Ejercicios 2. Fenómenos de transporte a nivel molecular: coeficientes de transporte 2.1 Introducción 2.2 Propiedades del transporte a nivel molecular: coeficientes de transporte 2.3 Mezcla de gases 2.4 Propiedades termodinámicas y de transporte del aire a altas temperaturas Ejercicios 3. Nociones de termodinámica 3.1 Sistema termodinámico 3.2 Procesos termodinámicos reversibles e irreversibles 3.3 Principios termodinámicos o leyes termodinámicas 3.4 Propiedades termodinámicas del gas perfecto 3.5 Cambios de entalpía y de entropía en un gas perfecto 3.6 Diagrama de entalpía-entropía 3.7 Velocidad de propagación de pequeñas perturbaciones Ejercicios 4. Flujo, tipos y ecuaciones fundamentales 4.1 Introducción 4.2 Las ecuaciones fundamentales del movimiento de los gases 4.3 El flujo estacionario unidimensional con rozamiento de gases perfectos en conductos de área transversal constante y los efectos de compresibilidad despreciables 4.4 Los movimientos isoentrópicos y homoentrópicos. La ecuación de Euler- Bernoulli para gases 4.5 La capa límite: parámetros y ecuaciones básicas Ejercicios 5. Flujo subsónico de fluidos compresibles por tuberías 5.1 Introducción 5.2 Flujo con pequeñas variaciones de densidad 5.3 Flujo de gases combustibles por tubería 5.4 Fundamentos del proyecto de sistemas de conductos y tuberías para el transporte y la distribución de fluidos compresibles 5.5 Flujo estacionario de gas en redes de tuberías 5.6 Métodos de simulación de redes de conductos de transporte y distribución de gases en régimen no estacionario Ejercicios 6. Efectos de la compresibilidad sobre el flujo. Perturbaciones de presión: su propagación.Ondas de choque y ondas de expansión 6.1 Introducción 6.2 Relación entre la velocidad del foco que produce la perturbación de presión y la velocidad de la onda acústica. Número de Mach y Onda de Mach 6.3 Movimiento unidireccional no estacionario 6.4 Movimiento de onda unidimensional 6.5 Discontinuidades de velocidad 6.6 Ondas de choque 6.7. Ondas de expansión Ejercicios 7. El tubo de choque. Ondas de detonación y de deflagración 7.1 Introducción 7.2 El tubo de choque 7.3 Limitaciones tecnológicas 7.4 Aplicaciones 7.5 Ondas de combustión, de detonación y de deflagración 7.6 Velocidades de propagación de las ondas y de los productos de combustión: su dirección Ejercicios 8. Flujo cuasiestacionario y estacionario unidimensional y cuasiunidimensional isoentrópico 8.1 Introducción 8.2 Movimientos cuasiestacionarios 8.3 Flujo estacionario 8.4 Flujo adiabático de gases 8.5 Flujo estacionario cuasiunidimensional 8.6 Flujo estacionario, unidimensional, isoentrópico de gases en conductos de sección recta variable Ejercicios 9. Flujo estacionario unidimensional con fricción. Línea de Fanno para gases perfectos. Flujo isotermo 9.1 Introducción 9.2 Línea de Fanno 9.3 Relaciones entre los valores de las propiedades del fluido y del flujo a lo largo de la línea de Fanno para un gas perfecto 9.4 Dinámica del flujo estacionario unidimensional adiabático con fricción en un conducto de sección recta constante 9.5 El coeficiente de fricción 9.6 Procedimiento simplificado de cálculo de flujo adiabático teniendo en cuenta las pérdidas en accesorios Ejercicios 10. Flujo estacionario unidimensional con transferencia de calor. Línea de Rayleigh. Flujo con adición de masa. Flujo de gases reactivos 10.1 Introducción 10.2 Ecuaciones básicas y línea de Rayleigh 10.3 Descarga de un depósito por un tubo de fricción despreciable y adición de calor 10.4 Flujo por un tubo de sección recta constante, alimentado desde un depósito, con fricción y adición de calor 10.5 Descarga de gas de un depósito por un conducto térmicamente aislado de sección recta constante con fricción 10.6 Flujo estacionario unidimensional con adición de masa 10.7 Aplicación del proceso de flujo con adición de masa: propulsión de cohetes por combustibles sólidos 10.8 Dinámica de flujos reactivos Ejercicios 11. Chorros turbulentos circulares, planos y de pared 11.1 Introducción 11.2 Chorros turbulentos circulares y planos 11.3 Chorros turbulentos planos de pared 11.4 Chorro paralelo en una corriente coaxial 12. Chorros turbulentos confinados, coaxiales, transversales 12.1 Introducción 12.2 Chorros confinados 12.3 Chorros coaxiales y chorros transversales 12.4 Chorros inyectados en una corriente paralela. Chorros coaxiales 12.5 Chorros anulares 12.6 Chorros turbulentos anulares con remolino 12.7 Interacción, en cámaras de combustión, de chorros turbulentos de aire 13. Penachos turbulentos. Chorros boyantes y penachos forzados 13.1 Penachos turbulentos 13.2 Chorros turbulentos boyantes. Penachos forzados 13.3 Cálculo de los chorros boyantes verticales 14. Licuefacción de gases 14.1 Introducción 14.2 Fundamentos 14.3 Ciclos 15. Tubo de vórtice de Ranque-Hilsch 15.1 Introducción 15.2 Historia 15.3 Diseño básico del tubo 15.4 Prestaciones 15.5 Aproximación teórica de las prestaciones del tubo de vórtice 15.6 El modelo de la ?rueda de paletas? 15.7 Optimización del tubo de vórtice 15.8 Simulación numérica 15.9 Aplicaciones 16. Cortinas de aire 16.1 Introducción 16.2 Condiciones de trabajo 16.3 Dimensionamiento técnico básico de una cortina de aire 16.4 Consideraciones térmicas 16.5 Rendimiento térmico 16.6 Procedimiento de dimensionamiento de cortinas de aire por el método de Siren 16.7 Conclusiones 17. Eyectores 17.1 Introducción 17.2 Características 17.3 Modelos matemáticos 17.4 Eyectores de flujo supersónico, supersónico saturado y mixto 17.5 Cálculo de un eyector de mezclador cilíndrico 17.6 Influencia de los diversos parámetros de funcionamiento 17.7 Caso de un mezclador de forma cualquiera 18. Toberas 18.1 Introducción 18.2 Ecuaciones básicas 18.3 Formulación del problema 18.4 Flujo homoentrópico unidimensional en toberas De Laval 18.5 Comportamiento de una tobera en el vacío 18.6 Comportamiento de una tobera en la atmósfera 18.7 Pérdidas en toberas 18.8 Flujo másico real de una tobera 18.9 Tipos de tobera 18.10 Toberas no convencionales 18.11 Empuje de tobera 18.12 Cálculo del empuje real de tobera 19. Aplicación del método de características al proyecto y al análisis del flujo en toberas 19.1 Introducción 19.2 El método de Sauer para la determinación del campo de flujo en la región de la garganta de una tobera convergente-divergente bloqueada 19.3 Procedimiento de aplicación del método de las características a las toberas 20. Ventilación 20.1 Introducción 20.2 Los contaminantes y su origen 20.3 Las modalidades de ventilación 20.4 La circulación del aire en el interior de un recinto con fuentes de calor 20.5 Cálculo de la renovación de aire en un taller de una sola nave 20.6 Ventilación forzada 21. Chimeneas: altura y dispersión del penacho 21.1 Chimeneas 21.2 Dispersión del penacho en la atmósfera ANEXO I. Tablas de propiedades y datos de flujo de gases ANEXO II. Capa límite: parámetros y ecuaciones básicas II.1 Parámetros II.2 Métodos de cálculo II.3 Efectos de la capa límite sobre el campo de flujo II.4 Interacción onda de choque-capa límite II.5 Separación de la capa límite ANEXO III. El método de las características y método de la hodógrafa III.1 Fundamentos III.2 El método de cálculo III.3 Desarrollo simplificado del método de las características III.4 Hodógrafa III.5 Estudio del flujo con ondas de dos familias Bibliografía Nota biográfica (Español / Castellano): Saturnino-Luis Virto (Huesca, 1931) es profesor emérito de la UPC. Bachiller por la Universidad de Zaragoza (1948), Ingeniero por la Escuela Especial de Ingenieros de Industrias Textiles de Terrassa (1955), Doctor Ingeniero Industrial por la UPC (1966) y Docteur en Mécanique por la Université de Toulouse (1969). En su trayectoria docente e investigadora, cabe distinguir los siguientes cargos: catedrático numerario de Mecánica de Fluidos de la UPC (1966-2002), director de la ETSEIT (1979-1985) y director del Departamento de Mecánica de Fluidos de la UPC (1985-1994). Ha sido investigador del Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (1967-1969). Ha trabajado como ingeniero proyectista y consultor en I+D+i en numerosas empresas. Ha formado parte de diversas comisiones consultoras, como el Grupo de Trabajo sobre Microcentrales Hidráulicas del CDTI (Ministerio de Industria), la Comisión de Mecánica de IUTAM-INTA y la Comisión Evaluadora del proyecto de CTCC de Endesa-Gas Natural en Sant Adrià de Besòs, y ha elaborado numerosos informes técnicos, como el de la Central Térmica de Terbesa y The Studies on Material Science in Great Britain. Report of the Visit to Britain, comisionado por el MEC, la UPC y el British Council. Fue distinguido con la Medalla de Plata de la UPC (1973) y en 1991 obtuvo el primer premio del Concurso UPC al Libro Científico-Técnico. Es miembro de la American Society of Mechanical Engineers (ASME) desde 1972 y de la New York Academy of Sciences desde 1982, y ha cooperado con la AMCA-Air Movement and Control Association International (1997). Desde el año 2000 es Fellow y desde 2003 Life Fellow de ASME, así como académico numerario de la Real Academia de Ciencias y Artes de Barcelona. Apareció en el anuario Who?s Who in the World en 2008.

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