Questões de Concurso sobre Tópicos de Fenômenos de Transporte

Uma tubulação que transporta vapor saturado é revestida com um isolante térmico que dificulta a perda de calor para o ar externo, e este se encontra a 20 ºC. A temperatura do vapor é 220 ºC e, nessa condição, o calor latente de condensação é 400 kcal/kg. Na extremidade da linha, foi colocado um purgador com capacidade para recolher 1,0 litro de condensado. Cada vez que ele atinge a sua capacidade máxima, uma válvula é aberta, descarregando toda a água acumulada. A tubulação com o revestimento tem um coeficiente global de transmissão de calor igual a 0,20 kcal/m². h.ºC, referido à área da superfície externa da camada isolante.

São conhecidos:

Área da superfície externa do isolante no trecho considerado: 50 m²

Densidade do líquido condensado: 1,0 kg/litro

Considerando que todo o vapor condensado neste trecho seja transferido para o purgador, assinale a alternativa que apresenta o tempo médio decorrido entre as aberturas.

Ainda considerando a dinâmica dos gases térmica e caloricamente perfeitos, em se tratando de uma onda de choque normal:

Uma pedra de gelo sujeita à temperatura de 270 K foi descongelada pelo contato com uma massa de 20 kg de vapor saturado na temperatura de 400 K. Verificou-se que o título deste vapor foi reduzido em 5% devido à troca de calor com a massa de gelo. Considerando que a troca de calor entre dois corpos é irreversível, conclui-se que este processo é acompanhado de uma variação de entropia.

Uma instalação industrial necessita efetuar o aquecimento de 5,6 ºC em uma massa de 100 kg de ar atmosférico. Cogitou- -se, inicialmente, em utilizar um aquecedor elétrico de 2 kW com aproveitamento total do calor gerado pela resistência.

O condensador de uma instalação termoelétrica a vapor utiliza 200 kg/s de água que sofre um acréscimo de temperatura de 20 °C. O vapor provém de uma turbina e entra no condensador com a entalpia de 2 200 kJ/kg.

No atrito do ar com um corpo em alta velocidade, ocorre transferência de calor do fluido para o corpo ou do corpo para o fluido. Considerando o modelo de um gás térmicamente e caloricamente perfeito e com auxílio da teoria da camada-limite turbulenta, com número de Prandtl igual a um, pode-se afirmar, a respeito do fluxo de calor, que:

Considere a dinâmica dos gases térmica e caloricamente perfeitos. No caso das ondas de choque oblíquas, a jusante da onda, pode-se afirmar que:

Considerando-se a medição de temperatura de um forno de tratamento térmico de metais a partir do uso de um pirômetro, é correto afirmar que, quanto maior for a diferença de potencial criada pelo par termoelétrico (termopar), maior será a temperatura desse forno.

Caso dois fluidos imiscíveis escoem entre duas placas planas paralelas horizontais, em virtude de um gradiente de pressão também horizontal, e o escoamento seja tal que a interface entre os fluidos é plana, então a situação, o campo de velocidade será contínuo na interface, mas o fluxo de momento linear não, isto é, a tensão de cisalhamento não será contínua na interface entre os fluidos.

As variações de velocidade ao longo de uma camada limite hidrodinâmica laminar sobre uma placa plana são devidas principalmente à ação da tensão de cisalhamento. Dessa forma, a pressão não varia significativamente ao longo de uma linha perpendicular ao plano da placa, mesmo havendo, nessa direção, variações importantes do valor da velocidade.

Considerando dois bocais convergentes e idênticos através dos quais escoem dois fluidos incompressíveis em regime laminar e permanente, sendo que um dos fluidos é mais viscoso do que o outro e considerando, ainda, que a velocidade na porção de entrada dos bocais imposta aos dois fluidos seja a mesma, então a velocidade média na saída do bocal do fluido mais viscoso será menor do que a do fluido menos viscoso, em virtude da ação da tensão de cisalhamento.

Em uma camada limite hidrodinâmica sobre uma placa plana cujo número de Reynolds é da ordem de 10⁶ , os efeitos viscosos são desprezíveis em relação à inércia do escoamento, de forma que eles não desempenham papel significativo na dinâmica desse escoamento.

O que define se a espessura da camada limite hidrodinâmica é maior que a da camada limite térmica em um escoamento laminar e permanente paralelo a uma placa plana, cuja temperatura é maior que a do fluido, são as propriedades termofísicas do fluido.

Considerando: que, em um bocal convergente, em que a razão entre a área de entrada e a área de saída seja $r=\frac{A_{entrada}}{A_{sa\acute{ı}da}}$, escoe um fluido incompressível e não-viscoso; que, na porção de entrada desse bocal, a velocidade do fluido seja V, então a variação da pressão, $\Delta P=P_{sa\acute{ı}da}-P_{entrada}$, percebida entre a saída e a entrada do bocal, será dada por $\Delta P=\frac{\rho V^2\left(1-r^2\right)}{2}$, em que $\rho$ é a massa específica do fluido.