Descripción
Exploración rigurosa de los principios termodinámicos aplicados a fluidos en movimiento, esta obra profundiza en cómo las propiedades termodinámicas como temperatura, presión, entropía o entalpía se manifiestan cuando los fluidos están sometidos a flujos reales. Diseñada para estudiantes avanzados y profesionales en ingeniería mecánica, química, energética y áreas afines, el texto propone un enfoque que integra la termodinámica clásica con la dinámica de fluidos, generando un marco teórico coherente y aplicable a fenómenos complejos.
Desde la formulación de las ecuaciones de balance de energía y masa en régimen estacionario y no estacionario hasta el estudio de irreversibilidades, gradientes termodinámicos y efectos de disipación, se abordan tanto marcos macroscópicos como aspectos termodinámicos de transporte en sistemas abiertos y cerrados. El análisis incluye procesos de compresión y expansión, flujos a través de válvulas y orificios, y aplicaciones a sistemas de tuberías, intercambiadores y procesos de enfriamiento. La obra destaca por su enfoque en problemas industriales reales: se presentan estudios sobre la optimización de sistemas térmicos, cálculo de pérdidas energéticas en flujo tubular, y ejecución de diagramas termodinámicos adaptados a flujos.
Además, incluye secciones dedicadas al uso de relaciones de equilibrio termodinámico y propiedades termodinámicas de fluidos compresibles e incompresibles bajo condiciones de flujo. Complementado con ejercicios avanzados, ejemplos de diseño y análisis de sistemas reales, así como con gráficas específicas y estrategias de solución analítica, este texto se convierte en herramienta indispensable para quienes deseen aplicar la termodinámica en contextos de ingeniería de procesos, energías renovables, transferencia de calor y sistemas de flujo avanzado.
1. Non-equilibrium Thermodynamics and Rheology
1.1 A Short Review of Rheological Concepts
1.2 Extended Irreversible Thermodynamics
1.3 Rational Extended Thermodynamics
1.4 Theories with Internal Variables
1.5 Hamiltonian Formulations
References
2. Ideal Gases
2.1 Review of Some Basic Concepts
2.2 Information Theory
2.3 Identification of Lagrange Multipliers
2.4 Kinetic Theory
2.5 Grads Solution
2.6 Comparison with Exact Results
2.7 Partition Function for a Non-equilibrium Relativistic Ideal Gas
References
3. Non-ideal Fluids
3.1 Modified Equations of State and Shift of the Critical Point
3.2 Kinetic Theory of Dilute Non-ideal Gases
3.3 Comparison with Computer Simulations
3.4 Nuclear Collisions
References
4. Polymeric Solutions
4.1 Kinetic Theory of Dilute Polymeric Solutions
4.2 Derivation of the Steady-State Compliance
4.3 Maximum-Entropy Approach
4.4 Reptation Model
References
5. Non-equilibrium Chemical Potential and Shear-Induced Effects
5.1 Survey of Experimental Results
5.2 Equilibrium Chemical Potential
5.3 Non-equilibrium Chemical Potential
5.4 Phase Diagram Under Non-equilibrium Conditions
5.5 Non-equilibrium Effects in Non-Newtonian Fluids
5.6 Other Approaches
References
6. Comparison of Thermodynamical and Dynamical Approaches
6.1 Dynamical Derivation of Thermodynamical Stability Criteria
6.2 Structure Factor
6.3 Derivation of the Structure Factor
References
7. Thermodynamic Couplings Between Flow and Diffusion
7.1 Introduction: Purely Dynamical Couplings
7.2 Shear-Induced Migration of Polymers
7.3 Thermodynamics of Taylor Dispersion
7.4 Thermodynamics of Anomalous Diffusion
References
8. Chemical Reactions and Polymer Degradation Under Flow
8.1 Thermodynamic Formulation
8.2 Shear-Induced Polymer Degradation: Kinetic Analysis
8.3 Shear-Induced Polymer Degradation: Thermodynamic Analysis
8.4 Kinetic Theory of Chemical Reactions
8.5 Recurrence Method for Probability Weight Distribution Under Viscous Pressure
References
9. Concluding Remarks and Perspectives
9.1 Some Possible Criticisms
9.2 Perspectives
References
Appendices
A. Survey of Experimental Information
A.1 Polystyrene Dioctyl-Phthalate (PS/DOP)
A.2 Polystyrene Transdecalin (PS/TD)
A.3 Polystyrene Dissolved in Oligomeric Polystyrene
References
B. Liquid Crystals
B.1 Equilibrium Thermodynamics and the Isotropic-Nematic Phase Transition
B.2 Dynamic Equations in the Presence of a Flow
B.3 Thermodynamic Formulation
B.4 Maximum-Entropy Approach
References
C. Summary of Vector and Tensor Notation
D. Useful Integrals in the Kinetic Theory of Gases
E. Some Physical Constants
Subject Index
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- Título: Thermodynamics of Fluids Under Flow
- Autor/es: D. Jou | J. Casas-Vázquez | M. Criado-Sancho
- Edición: 1ra Edición
- Año de publicación: 2001
- Tipo de archivo: eBook
- Idioma: eBook en Inglés
- ISBN-10: 354067845
- Subtema: Termodinámica
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