Transport Phenomena – R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot – 2nd Edition

Si bien la transferencia de impulso, calor y masa se desarrollaron de forma independiente como ramas de la física clásica hace mucho tiempo, su estudio unificado ha encontrado su lugar como una de las ciencias fundamentales de la ingeniería. Este desarrollo, a su vez, de menos de medio siglo de antigüedad, continúa creciendo y encontrando aplicaciones en nuevos campos como la biotecnología, la microelectrónica, la nanotecnología y la ciencia de los polímeros. La evolución de los fenómenos del transporte ha sido tan rápida y extensa que no es posible cubrirlos por completo.

Si bien hemos incluido muchos ejemplos representativos, nuestro principal énfasis, necesariamente, ha estado en los aspectos fundamentales de este campo. Además, en discusiones con colegas hemos descubierto que los fenómenos del transporte se enseñan de diversas maneras y en varios niveles diferentes. Se ha incluido material suficiente para dos cursos, uno introductorio y otro avanzado. El curso elemental, a su vez, se puede dividir en un curso sobre transferencia de momento y otro sobre transferencia de calor y masa, brindando así más oportunidades para demostrar la utilidad de este material en aplicaciones prácticas. La designación de algunas secciones como opcionales (0) y otras como avanzadas (a) puede resultar útil para estudiantes e instructores. Considerados durante mucho tiempo como un tema más bien matemático, los fenómenos de transporte son más importantes por su significado físico.

La esencia de este tema es la exposición cuidadosa y compacta de los principios de conservación, junto con las expresiones de flujo, con énfasis en las similitudes y diferencias entre los tres procesos de transporte considerados. A menudo, la especialización en las condiciones de contorno y las propiedades físicas de un problema específico puede proporcionar información útil con un mínimo esfuerzo. Sin embargo, el lenguaje de los fenómenos de transporte son las matemáticas, y en este libro de texto hemos asumido familiaridad con las ecuaciones diferenciales ordinarias y el análisis vectorial elemental. Introducimos el uso de ecuaciones diferenciales parciales con explicación suficiente para que el alumno interesado pueda dominar el material presentado. Se posponen las técnicas numéricas, a pesar de su obvia importancia, para concentrarse en la comprensión fundamental. En todo momento se hace hincapié en las citas de la literatura publicada, tanto para situar los fenómenos del transporte en su contexto histórico adecuado como para guiar al lector a mayores extensiones de los fundamentos y aplicaciones.

Hemos tenido especial interés en presentar a los pioneros a quienes tanto debemos y de quienes todavía podemos obtener inspiración útil. Se trataba de seres humanos no tan diferentes de nosotros, y tal vez algunos de nuestros lectores se sientan inspirados a hacer contribuciones similares. Obviamente, tanto las necesidades de nuestros lectores como las herramientas disponibles para ellos han cambiado mucho desde que se escribió la primera edición hace más de cuarenta años. Hemos hecho un gran esfuerzo para actualizar nuestro texto, dentro de los límites del espacio y de nuestras capacidades, y hemos tratado de anticiparnos a la evolución futura. Los principales cambios con respecto a la primera edición incluyen: propiedades de transporte de sistemas de dos fases uso de «flujos combinados» para establecer equilibrios de capa y ecuaciones de cambio conservación del momento angular y sus consecuencias derivación completa del balance de energía mecánico tratamiento ampliado de la teoría de la capa límite La dispersión de Taylor mejoró las discusiones sobre el transporte turbulento.

El análisis de Fourier del transporte turbulento a alto Pr o Sc. Más información sobre los coeficientes de transferencia de calor y masa. Ampliaron las discusiones sobre el análisis dimensional y los métodos de matriz de escala para sistemas iónicos de transferencia de masa multicomponente, separaciones de membranas y medios porosos. La relación entre los La ecuación de Boltzmann y las ecuaciones del continuo utilizan la convención «Q+W en los debates sobre energía, de conformidad con los principales libros de texto de física y química física. Sin embargo, siempre es la generación más joven de profesionales la que ve el futuro con mayor claridad y la que debe construir Aún queda mucho por hacer, pero se puede esperar que la utilidad de los fenómenos del transporte aumente en lugar de disminuir.

Cada una de las nuevas y apasionantes tecnologías que florecen a nuestro alrededor se rige, en el nivel detallado de interés, por las leyes de conservación y las expresiones de flujo, junto con información sobre los coeficientes de transporte. Sin duda, adaptar las formulaciones de problemas y las técnicas de solución a estas nuevas áreas mantendrá ocupados a los ingenieros durante mucho tiempo, y sólo podemos esperar haber proporcionado una base útil desde la cual comenzar. El éxito de cada nuevo libro depende de muchas más personas que aquellas cuyos nombres aparecen en la portada. La deuda más obvia es sin duda con los estudiantes talentosos y trabajadores que colectivamente nos han enseñado mucho más de lo que les hemos enseñado a ellos.