Acerca de los autores XV Prefacio XVII SECCIÓN 1 Introducción 1 1 Definiciones y principios 3 Operaciones unitarias 4 Sistemas de unidades 4 Cantidades físicas / Unidades SI / Unidades cgs / Unidades de ingeniería fps / Constante de los gases / Conversión de unidades / Unidades y ecuaciones Análisis dimensional 17 Conceptos básicos 21 Ecuaciones de estado de los gases Símbolos 25 Problemas 26 Referencias 29 SECCIÓN II Mecánica de fluidos 31 2 Estática de fluidos y sus aplicaciones 33 Equilibrio hidrostático 34 Aplicaciones de la estática de fluidos 37 Símbolos 44 Problemas 45 Referencias 46 3Fenómenos de flujo de fluidos 47 Flujo laminar, velocidad de corte y tensión de corte 48 Propiedades reológicas de los fluidos 49 Turbulencia 55 Capas límite 63 Símbolos 68 Problemas 69 Referencias 70 4 Ecuaciones básicas del flujo de fluidos 71 Balance de masa en un fluido en movimiento: continuidad 71 Balance diferencial del momento: ecuaciones del movimiento 78 Balances macroscópicos del momento 84 Ecuación de la energía mecánica 89 Símbolos 99 Problemas 100 Referencias 102 5 Flujo de fluidos no compresibles en tuberías y canales de conducción 103 Esfuerzo cortante (tensión de corte) y fricción de superficie en tuberías 103 Flujo laminar en tuberías y canales 107 Flujo turbulento en tuberías y canales 113 Fricción debida a variaciones de velocidad o dirección 127 Símbolos 135 Problemas 136 Referencias 139 6 Flujo de fluidos compresibles 141 Definiciones y ecuaciones básicas 141 Procesos de flujo de fluidos compresibles 146 Flujo isentrópico a través de boquillas 147 Flujo adiabático con fricción 154 Flujo isotérmico con fricción 159 Símbolos 161 Problemas 163 Referencias 164 7 Flujo de fluidos alrededor de cuerpos sumergidos 165 Rozamiento y coeficientes de rozamiento 165 Flujo a través de lechos de solidos 173 Movimiento de partículas a través de fluidos 178 Fluidización 189 Símbolos 200 Problemas 202 Referencias 205 8 Transporte y medición de fluidos 207 Tuberías, accesorios y válvulas 207 Bombas 215 Bombas de desplazamiento positivo / Bombas centrifugas Ventiladores, sopladores y compresores 228 Ventiladores / Sopladores y compresores / Comparación de equipos para el movimiento de fluidos Medición del flujo de fluidos 239 Medidores de perforación total Símbolos 255 Problemas 256 Referencias 258 9 Agitación y mezcla de líquidos 259 Tanques agitados 260 Mezcla y mezclado 281 Suspensión de partículas sólidas 288 Operaciones de dispersión 293 Selección del agitador y escalamiento 302 Símbolos 305 Problemas 307 Referencias 309 SECCION III Transferencia de calor y sus aplicaciones 311 10 Transferencia de calor por conducción 315 Ley básica de conducción 315 Conducción en estado estacionario 317 Conducción de calor en estado no estacionario 325 Símbolos 337 Problemas 338 Referencias 340 11 Fundamentos del flujo de calor en fluidos 341 Equipo típico para intercambio de calor 341 Balances de energía 344 Coeficientes de transferencia de calor y flujo de calor 347 Coeficiente global de la transferencia de calor / Coeficientes individuales de transferencia de calor Símbolos 360 Problemas 361 Referencias 362 12 Transferencia de calor en fluidos sin cambio de fase 363 Capas límite 363 Transferencia de calor por convección forzada en flujo laminar 367 Transferencia de calor por convección forzada en flujo turbulento 374 Transferencia por remolinos turbulentos y analogía entre la transferencia de momento y de calor Transferencia de calor en la región de transición entre flujo laminar y turbulento 387 Transferencia de calor en metales líquidos 390 Calentamiento y enfriamiento de fluidos por convección forzada en tubos exteriores 391 Convección natural 394 Símbolos 401 Problemas 403 Referencias 406 13 Transferencia de calor en fluidos con cambio de fase 407 Transferencia de calor desde vapores condensantes 407 Transferencia de calor a líquidos en ebullición 420 Símbolos 433 Problemas 434 Referencias 437 14 Transferencia de calor por radiación 439 Emisión de radiación 440 Absorción de radiación por solidos opacos 444 Radiación entre superficies 447 Radiación en materiales semitransparentes 456 Transferencia de calor combinada por conducción-convección y radiación 457 Símbolos 459 Problemas 460 Referencias 462 15 Equipo para intercambio de calor 463 Intercambiadores de calor de tubo y coraza 464 Intercambiadores de tipo placa 480 Equipo con superficie ampliada 484 Tubos de calor 490 Intercambiadores de superficie raspada 491 Condensadores y vaporizadores 493 Transferencia de calor en tanques agitados 497 Transferencia de calor en lechos empacados 500 Símbolos 505 Problemas 506 Referencias 510 16 Evaporación 511 Tipos de evaporadores 513 Funcionamiento de los evaporadores tubulares 518 Capacidad de un evaporador / Economía de un evaporador Recompresión del vapor 540 Símbolos 542 Problemas 542 Referencias 545 SECCIÓN IV Transferencia de masa y sus aplicaciones 547 17 Fundamentos de la difusión y de la transferencia de masa entre fases 553 Teoría de la difusión 554 Predicción de las difusividades 562 Difusión transitoria (transiente) 567 Teorías de transferencia de masa 569 Teoría de película / Teoría de la capa limite / Teoría de penetración / Teoría de la doble película Coeficientes de transferencia de materia 576 Medidas experimentales / Coeficientes para transferencia de materia a través de áreas conocidas Símbolos 587 Problemas 589 Referencias 592 18 Absorción de gases 593 Diseño de empaques y torres empacadas 593 Fundamentos de la absorción 604 Absorción desde gases enriquecidos 622 Correlaciones de transferencia de masa 629 Absorción en columnas de platos Absorción con reacción química 637 Símbolos 640 Problemas 642 Referencias 645 19 Operaciones de humidificación 647 Definiciones 647 Carta (o grafica) de humedad 652 Temperatura del bulbo húmedo 656 Torres de enfriamiento 660 Teoría de las torres de enfriamiento a contracorriente Símbolos 671 Problemas 673 Referencias 674 20 Operaciones de equilibrio de etapas 675 Equipo para etapas de contacto 675 Fundamentos de los procesos por etapas 678 Cálculo de etapas de equilibrio para sistemas multicomponentes Símbolos 692 Problemas 693 Referencias 694 21 Destilación 695 Destilación flash 695 Destilación continua con reflujo 698 Balances de materia en columnas de platos / Numero de platos ideales; método de McCabe-Thiele Balances de entalpía 726 Diseño de columnas de platos perforados 734 Eficiencia de platos 746 Teoría de eficiencia de platos Destilación en columnas empacadas 756 Destilación discontinua 758 Símbolos Problemas 764 Referencias 769 22 Introducción a la destilación multicomponente 771 Equilibrios entre fases para la destilación multicomponente 771 Destilación flash de mezclas multicomponentes 775 Fraccionamiento de mezclas multicomponentes 776 Destilación azeotrópica y extractiva 795 Símbolos 796 Problemas 797 Referencias 798 23 Lixiviación y extracción 799 Lixiviación 799 Equipo de lixiviación / Fundamentos de lixiviación continua en contracorriente Extracción de líquidos 808 Equipo de extracción / Fundamentos de la extracción Técnicas especiales de extracción 826 Extracción con fluidos supercríticos Símbolos 828 Problemas 829 Referencias 832 24 Secado de sólidos 833 Fundamentos del secado 835 Equilibrio entre fases Secado con circulación transversal 841 Secado con circulación a través del solido 849 Secado de partículas suspendidas Secado por congelación 852 Equipo de secado 853 Secadores para sólidos y pastas / Secadores para disoluciones y suspensiones / Selección de equipo de secado Símbolos 870 Problemas 871 Referencias 873 25 Separaciones en lechos fijos 875 Adsorción 875 Equipo de adsorción 876 Equilibrios; isotermas de adsorción / Fundamentos de la adsorción / Ecuaciones básicas de adsorción / Soluciones de las ecuaciones de transferencia de masa / Diseño de adsorbedores / Operación continua Intercambio de iones 904 Equilibrios / Velocidades de transferencia de materia / Operación de intercambiadores de iones Cromatografía 911 Símbolos 918 Abreviaturas 919 Problemas 920 Referencias 922 26 Procesos de separación por membrana 923 Separación de gases 923 Separación de líquidos 946 Diálisis / Membranas para extracción Líquido-Líquido / Pervaporación / Ósmosis inversa Símbolos 965 Problemas 967 Referencias 9
69 27 Cristalización 971 Geometría de los cristales 972 Equilibrios y rendimientos 973 Nucleación 981 Crecimiento de los cristales 988 Equipo de cristalización 992 Diseño de cristalizadores: distribución del tamaño del cristal 998 Cristalizador MSMPR Cristalización a partir de la fase fundida 1002 Símbolos 1004 Problemas 1006 Referencias 1007 SECCION V Operaciones en las que intervienen partículas de sólidos 1009 28 Propiedades y tratamiento de partículas sólidas 1011 Caracterización de partículas sólidas 1011 Propiedades de masas de partículas 1018 Almacenamiento y transporte de sólidos Mezclado de sólidos 1021 Mezclado para sólidos no cohesivos / Mezcladores para sólidos cohesivos Reducción del tamaño 1029 Simulación computarizada para operaciones de molienda / Equipo para la reducción de tamaño Molinos de ultrafinos 1040 Símbolos 1045 Problemas 1046 Referencias 1047 29 Separaciones mecánicas 1049 Tamizado 1049 Equipo de tamizado Filtración: consideraciones generales 1054 Filtros de torta 1056 Filtración centrifuga / Medios filtrantes / Coadyuvantes de filtración / Fundamentos de la filtración en torta Filtros clarificadores 1083 Clarificación de líquidos / Limpieza de gases / Fundamentos de la clarificación Filtración con flujo transversal: filtros de membrana 1087 Tipos de membranas / Flujo permeado por ultrafiltración / Polarización de la concentración / Microfiltración Procesos de sedimentación por gravedad 1106 Procesos de sedimentación centrífuga 1118 Símbolos 1130 Problemas 1133 Referencias 1136 Apéndice 1 Factores de conversión y constantes universales 1139 Apéndice 2 Grupos adimensionales 1142 Apéndice 3 Dimensiones, capacidades y pesos de tuberías estándar de acero 1144 Apéndice 4 Datos sobre tubos de condensadores e intercambiadores de calor 1145 Apéndice 5 Escala de tamices estándar Tyler 1146 Apéndice 6 Propiedades del agua líquida 1147 Apéndice 7 Propiedades del vapor saturado y del agua 1148 Apéndice 8 Viscosidades de gases 1150 Apéndice 9 Viscosidades de líquidos 1152 Apéndice 10 Conductividades térmicas de metales 1155 Apéndice 11 Conductividades térmicas de varios sólidos y materiales aislados 1156 Apéndice 12 Conductividades térmicas de gases y vapores 1158 Apéndice 13 Conductividades térmicas de líquidos distintos al agua 1159 Apéndice 14 Calores específicos de gases 1160 Apéndice 15 Calores específicos de líquidos 1161 Apéndice 16 Números de Prandtl para gases a 1 atm y 100 °C 1162 Apéndice 17 Números de Prandtl para líquidos 1163 Apéndice 18 Difusividades y números de Schmidt para gases en aire A0 °C y 1 atm 1164 Apéndice 19 Integral de colisión y constantes de fuerza de Lennard-Jones Índice 1167
