Introducción ...........................................................................................11
1. Intercambiadores de calor ..................................................................15
1.1 Tipos de intercambiadores de calor ...............................................15
1.2 Análisis de los intercambiadores de calor .....................................20
1.3 Método LMTD ...............................................................................27
1.3.1 Intercambiador de calor de flujo paralelo ...........................27
1.3.2 Intercambiador de calor a contraflujo ................................29
1.3.3 Intercambiadores de coraza y tubo con múltiples pasos
o flujo cruzado ............................................................................31
1.4 Método de la efectividad NTU ......................................................35
1.5 Otras consideraciones de diseño .................................................. 44
1.6 Ejercicios propuestos .....................................................................46
2. Tecnología y análisis Pinch ...........................................................49
2.1 Construcción de curvas compuestas .............................................52
2.2 Algoritmo de la tabla problema .....................................................57
2.3 La curva compuesta cambiada y la gran curva compuesta ...........60
2.4 Diseño de redes de intercambio de calor .......................................62
2.5 Ejercicios propuestos .....................................................................66
3. Recuperación en productos de combustión ...................................69
3.1 Diagnóstico de la combustión .......................................................69
3.2 Control de la relación aire combustible .........................................74
3.3 Recuperación de calor sensible ......................................................78
3.4 Ejercicios propuestos ....................................................................84
4. Bombas de calor ............................................................................87
4.1 Principio de funcionamiento .........................................................89
4.2 Fundamentos termodinámicos de la bomba de calor ....................92
4.2.1 Ciclo ideal de compresión de vapor en la bomba
de calor ........................................................................................96
4.2.2 Ciclo real de compresión de vapor en la bomba
de calor ........................................................................................96
4.2.3 Fundamentos termodinámicos de psicrometría ................99
4.2.4 Acondicionamiento de aire ..............................................106
4.3 Fluidos de trabajo ........................................................................108
4.3.1 Nomenclatura de refrigerantes .........................................108
4.4 Análisis económico de la bomba de calor ................................... 114
4.5 Tipos de bombas de calor ............................................................ 118
4.6 Aplicaciones de la bomba de calor ..............................................126
4.7 Lecturas recomendadas ...............................................................139
4.8 Ejercicios propuestos ................................................................... 141
5. Heat pipes y termosifones ...........................................................143
5.1 Principio de operación de los heat pipes .....................................145
5.2 Fluidos de trabajo ........................................................................146
5.3 Malla capilar ................................................................................149
5.3.1 Propiedades físicas de la malla capilar ............................155
5.4 Cuerpos contenedores de heat pipes ............................................159
5.6 Límites de operación de los heat pipe .........................................168
5.6.2 Límite sónico ....................................................................169
5.6.3 Límite viscoso .................................................................171
5.6.4 Límite de arrastre .............................................................172
5.6.5 Límite de ebullición .........................................................173
5.7 Tipos de heat pipe y termosifones ...............................................174
5.7.1 heat pipe de conductancia variable ...................................174
5.7.2 Heat pipes como diodos térmicos ....................................175
5.7.3 Heat pipes oscilantes ........................................................176
5.7.4 heat pipe en ciclo cerrado .................................................177
5.7.5 Otros tipos de heat pipes .................................................179
5.8 Aplicaciones de los heat pipes y termosifones ............................181
5.8.1 Aislamiento térmico y homogenización
de temperatura ..........................................................................181
5.8.2 Almacenamiento de calor ................................................182
5.8.3 Reactores químicos ..........................................................183
5.8.4 Uso eficiente de la energía y energías renovables............183
5.8.5 Otras aplicaciones ............................................................184
5.9 Lecturas recomendadas .................................................................196
5.10 Ejercicios propuestos ....................................................................197
Bibliografía ..........................................................................................199