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Dinámica de gases
Luis Virto Albert
(Autor)
·
UPC
· Tapa Blanda
Dinámica de gases - Luís Virto Albert
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Reseña del libro "Dinámica de gases"
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.1. Gases ideales, gases perfectos y gases reales1.1 ¿Qué se entiende por gas?1.2 Fluido ideal, gas ideal y gas perfecto1.3 Leyes de los gases perfectos para una masa finita de gas1.4 Coeficientes de expansión y de compresibilidad1.5 Ecuación calórica de estado1.6 Relación entre calores específicos1.7 Los efectos del gas real1.8 Límites de utilización de la teoría de los gases calóricamente perfectos1.9 Gases reales1.10 Estados correspondientes1.11 Mezcla de gases1.12 Tablas de gasEjercicios2. Fenómenos de transporte a nivel molecular: coeficientes de transporte2.1 Introducción2.2 Propiedades del transporte a nivel molecular: coeficientes de transporte2.3 Mezcla de gases2.4 Propiedades termodinámicas y de transporte del aire a altas temperaturasEjercicios3. Nociones de termodinámica3.1 Sistema termodinámico3.2 Procesos termodinámicos reversibles e irreversibles3.3 Principios termodinámicos o leyes termodinámicas3.4 Propiedades termodinámicas del gas perfecto3.5 Cambios de entalpía y de entropía en un gas perfecto3.6 Diagrama de entalpía-entropía3.7 Velocidad de propagación de pequeñas perturbacionesEjercicios4. Flujo, tipos y ecuaciones fundamentales4.1 Introducción4.2 Las ecuaciones fundamentales del movimiento de los gases4.3 El flujo estacionario unidimensional con rozamiento de gases perfectos en conductos de área transversal constante y los efectos de compresibilidad despreciables4.4 Los movimientos isoentrópicos y homoentrópicos. La ecuación de Euler- Bernoulli para gases4.5 La capa límite: parámetros y ecuaciones básicasEjercicios5. Flujo subsónico de fluidos compresibles por tuberías5.1 Introducción5.2 Flujo con pequeñas variaciones de densidad5.3 Flujo de gases combustibles por tubería5.4 Fundamentos del proyecto de sistemas de conductos y tuberías para el transporte y la distribución de fluidos compresibles5.5 Flujo estacionario de gas en redes de tuberías5.6 Métodos de simulación de redes de conductos de transporte y distribución de gases en régimen no estacionarioEjercicios6. Efectos de la compresibilidad sobre el flujo. Perturbaciones de presión: su propagación.Ondas de choque y ondas de expansión6.1 Introducción6.2 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 Mach6.3 Movimiento unidireccional no estacionario6.4 Movimiento de onda unidimensional6.5 Discontinuidades de velocidad6.6 Ondas de choque6.7. Ondas de expansiónEjercicios7. El tubo de choque. Ondas de detonación y de deflagración7.1 Introducción7.2 El tubo de choque7.3 Limitaciones tecnológicas7.4 Aplicaciones7.5 Ondas de combustión, de detonación y de deflagración7.6 Velocidades de propagación de las ondas y de los productos de combustión: su direcciónEjercicios8. Flujo cuasiestacionario y estacionario unidimensional y cuasiunidimensional isoentrópico8.1 Introducción8.2 Movimientos cuasiestacionarios8.3 Flujo estacionario8.4 Flujo adiabático de gases8.5 Flujo estacionario cuasiunidimensional8.6 Flujo estacionario, unidimensional, isoentrópico de gases en conductos de sección recta variableEjercicios9. Flujo estacionario unidimensional con fricción. Línea de Fanno para gases perfectos. Flujo isotermo9.1 Introducción9.2 Línea de Fanno9.3 Relaciones entre los valores de las propiedades del fluido y del flujo a lo largo de la línea de Fanno para un gas perfecto9.4 Dinámica del flujo estacionario unidimensional adiabático con fricción en un conducto de sección recta constante9.5 El coeficiente de fricción9.6 Procedimiento simplificado de cálculo de flujo adiabático teniendo en cuenta las pérdidas en accesoriosEjercicios10. Flujo estacionario unidimensional con transferencia de calor. Línea de Rayleigh. Flujo con adición de masa. Flujo de gases reactivos10.1 Introducción10.2 Ecuaciones básicas y línea de Rayleigh10.3 Descarga de un depósito por un tubo de fricción despreciable y adición de calor10.4 Flujo por un tubo de sección recta constante, alimentado desde un depósito, con fricción y adición de calor10.5 Descarga de gas de un depósito por un conducto térmicamente aislado de sección recta constante con fricción10.6 Flujo estacionario unidimensional con adición de masa10.7 Aplicación del proceso de flujo con adición de masa: propulsión de cohetes por combustibles sólidos10.8 Dinámica de flujos reactivosEjercicios11. Chorros turbulentos circulares, planos y de pared11.1 Introducción11.2 Chorros turbulentos circulares y planos11.3 Chorros turbulentos planos de pared11.4 Chorro paralelo en una corriente coaxial12. Chorros turbulentos confinados, coaxiales, transversales12.1 Introducción12.2 Chorros confinados12.3 Chorros coaxiales y chorros transversales12.4 Chorros inyectados en una corriente paralela. Chorros coaxiales12.5 Chorros anulares12.6 Chorros turbulentos anulares con remolino12.7 Interacción, en cámaras de combustión, de chorros turbulentos de aire13. Penachos turbulentos. Chorros boyantes y penachos forzados13.1 Penachos turbulentos13.2 Chorros turbulentos boyantes. Penachos forzados13.3 Cálculo de los chorros boyantes verticales14. Licuefacción de gases14.1 Introducción14.2 Fundamentos14.3 Ciclos15. Tubo de vórtice de Ranque-Hilsch15.1 Introducción15.2 Historia15.3 Diseño básico del tubo15.4 Prestaciones15.5 Aproximación teórica de las prestaciones del tubo de vórtice15.6 El modelo de la rueda de paletas15.7 Optimización del tubo de vórtice15.8 Simulación numérica15.9 Aplicaciones16. Cortinas de aire16.1 Introducción16.2 Condiciones de trabajo16.3 Dimensionamiento técnico básico de una cortina de aire16.4 Consideraciones térmicas16.5 Rendimiento térmico16.6 Procedimiento de dimensionamiento de cortinas de aire por el método de Siren16.7 Conclusiones17. Eyectores17.1 Introducción17.2 Características17.3 Modelos matemáticos17.4 Eyectores de flujo supersónico, supersónico saturado y mixto17.5 Cálculo de un eyector de mezclador cilíndrico17.6 Influencia de los diversos parámetros de funcionamiento17.7 Caso de un mezclador de forma cualquiera18. Toberas18.1 Introducción18.2 Ecuaciones básicas18.3 Formulación del problema18.4 Flujo homoentrópico unidimensional en toberas De Laval18.5 Comportamiento de una tobera en el vacío18.6 Comportamiento de una tobera en la atmósfera18.7 Pérdidas en toberas18.8 Flujo másico real de una tobera18.9 Tipos de tobera18.10 Toberas no convencionales18.11 Empuje de tobera18.12 Cálculo del empuje real de tobera19. Aplicación del método de características al proyecto y al análisis del flujo en toberas19.1 Introducción19.2 El método de Sauer para la determinación del campo de flujo en la región de la garganta de una tobera convergente-divergente bloqueada19.3 Procedimiento de aplicación del método de las características a las toberas20. Ventilación20.1 Introducción20.2 Los contaminantes y su origen20.3 Las modalidades de ventilación20.4 La circulación del aire en el interior de un recinto con fuentes de calor20.5 Cálculo de la renovación de aire en un taller de una sola nave20.6 Ventilación forzada21. Chimeneas: altura y dispersión del penacho21.1 Chimeneas21.2 Dispersión del penacho en la atmósferaANEXO I. Tablas de propiedades y datos de flujo de gasesANEXO II. Capa límite: parámetros y ecuaciones básicasII.1 ParámetrosII.2 Métodos de cálculoII.3 Efectos de la capa límite sobre el campo de flujoII.4 Interacción onda de choque-capa límiteII.5 Separación de la capa límiteANEXO III. El método de las características y método de la hodógrafaIII.1 FundamentosIII.2 El método de cálculoIII.3 Desarrollo simplificado del método de las característicasIII.4 HodógrafaIII.5 Estudio del flujo con ondas de dos familiasBibliografía
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