Este volumen presenta una descripción general del flujo de fluidos y el intercambio de calor. En sentido amplio, los fluidos son materiales que pueden fluir en las condiciones adecuadas. Estos incluyen todo tipo de cosas: gases de tuberías, lodos de carbón, pasta de dientes, gases en sistemas de alto vacío, oro metálico, sopas y pinturas y, por supuesto, aire y agua. Estos materiales son tipos de fluidos muy diferentes, por lo que es importante conocer las diferentes clasificaciones de fluidos, cómo se debe analizar cada uno (y estos métodos pueden ser bastante diferentes) y dónde encaja un fluido en particular en este panorama general. Este libro trata los fluidos en este sentido amplio, incluidos los flujos en lechos compactos y lechos fluidizados. Naturalmente, en un volumen tan pequeño no profundizamos en el estudio de ningún tipo de flujo en particular; sin embargo, mostramos cómo comenzar con cada uno.
Evitamos el flujo supersónico y el complejo tema del flujo multifásico, donde cada una de las fases debe ser tratada por separado. El enfoque aquí difiere de la mayoría de los libros introductorios sobre fluidos, que se centran en el fluido newtoniano y lo tratan a fondo, excluyendo todo lo demás. Siento que el estudiante de ingeniería o tecnólogo que se prepara para el mundo real debería conocer estos otros temas. Los libros introductorios a la transferencia de calor están dedicados principalmente al estudio de los fenómenos básicos de conducción, convección y radiación, y muestran cómo evaluar «h», «U» y «k» para esta y aquella geometría y situación. Una vez más, el enfoque de este libro es diferente.
Resumimos rápidamente las ecuaciones básicas de la transferencia de calor, incluidas las numerosas correlaciones para h. Luego pasamos directamente al problema de cómo llevar calor de aquí a allá y de una corriente a otra. El recuperador (o intercambiador a través de la pared), el intercambiador de contacto directo, el acumulador (o regenerador) de almacenamiento de calor y el intercambiador, que utiliza una tercera corriente intermedia, son formas claramente diferentes de transferir calor de uno a otro. corriente a otra, y esto es en lo que nos concentramos. Es sorprendente cuánta creatividad puede ser necesaria para desarrollar un buen diseño para la transferencia de calor de una corriente de partículas sólidas calientes a una corriente de partículas sólidas frías.
El sabor de esta presentación del intercambio de calor es el del singular libro de Kern; ciertamente más simple, pero al mismo tiempo más amplio en su enfoque. Luchar con problemas es la clave para aprender, y cada uno de los capítulos tiene ejemplos ilustrativos y una serie de problemas de práctica. La enseñanza y el aprendizaje deben ser interesantes, por eso he incluido una amplia variedad de problemas, algunos caprichosos, otros directamente de aplicaciones industriales. Por lo general, la información proporcionada en estos problemas de práctica se ha diseñado de manera que recaiga en puntos únicos de los cuadros de diseño, lo que facilita la tarea al estudiante y también al instructor que verifica los detalles de la solución del estudiante. Creo que este libro interesará al ingeniero o tecnólogo en ejercicio que quiera tener una visión amplia del tema o, al tener un problema particular que resolver, quiera saber qué enfoque adoptar. En la universidad bien podría constituir la base para una carrera universitaria en ingeniería o en fluidos aplicados y transferencia de calor, una vez que los principios se hayan introducido en una carrera básica de ingeniería, como por ejemplo los fenómenos de transporte.
En la actualidad, rara vez se imparte un curso de este tipo; sin embargo, creo que debería ser una parte integral del plan de estudios, al menos para el ingeniero químico y el tecnólogo de alimentos. Mi agradecimiento a Richard Turton, que convenció a nuestra idiota computadora para que dibujara diagramas para este libro, y a Eric Swenson, que tan amablemente consintió en poner su hábil mano en la creación de dibujos y bocetos para animar y complementar el texto. Finalmente, muchas gracias a Bekki y Keith Levien, quienes sin su ayuda esta nueva revisión nunca se habría impreso.