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Questões de Concurso sobre Sistemas de Refrigeração (ciclo, componentes e psicrometria)
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Sistemas de refrigeração que utilizam amônia como fluído refrigerante demandam medidas de segurança específicas, devido às características físico-químicas peculiares desse gás. Acerca das características da amônia e dos sistemas de refrigeração nela baseados, analise os itens a seguir:
I. A alta temperatura de ignição da amônia reduz o risco de fogo e explosão em caso de vazamento.
II. Deve-se empregar apenas tubulações de cobre, devido à corrosividade da amônia.
III. Apesar de mais leve que o ar, o vazamento de amônia em ambientes úmidos pode formar aerossóis mais densos que o ar.
Está correto o que se afirma em
A
I, apenas.
B
II, apenas.
C
III, apenas.
D
I e II, apenas.
E
I e III, apenas.
Texto 13A2-I
Um novo fluido refrigerante, com ODP igual a 0 e GWP igual a 1.300, apresenta as propriedades termodinâmicas mostradas na tabela a seguir, em que T é a temperatura do fluido, em °C, Psat é a pressão de saturação correspondente, em kPaabs, hL é a entalpia específica do líquido saturado, em kJ/kg, e hv é a entalpia específica do vapor saturado, em kJ/kg.
Considere que o fluido refrigerante descrito no texto 13A2-I seja usado em um ciclo de refrigeração padrão (ou ideal) em que toda troca de calor ocorra unicamente no condensador e no evaporador, com temperatura de condensação de 40 °C e temperatura de evaporação de −10 °C.
Nessa situação hipotética, se a vazão de fluido refrigerante for de 0,010 kg/s, o valor da capacidade de refrigeração desse ciclo será igual a
A
1,36 kW.
B
2,06 kW.
C
2,75 kW.
D
3,23 kW
E
3,88 kW.
Relacione o componente do ciclo de refrigeração por compressão de vapor com a função que ele desempenha no sistema e assinale a alternativa com a sequência correta.
1. Compressor.
2. Condensador.
3. Dispositivo de Expansão.
4. Evaporador.
( ) O refrigerante em baixa pressão absorve calor do ambiente, proporcionando refrigeração.
( ) Reduz a pressão do refrigerante, o que também causa uma redução na temperatura, preparando-o para absorver calor.
( ) O refrigerante em alta pressão e temperatura é resfriado, liberando calor para o ambiente externo.
( ) Comprime o refrigerante, aumentando sua pressão e temperatura.
A
3 – 4 – 1 – 2.
B
3 – 4 – 2 – 1.
C
4 – 2 – 3 – 1.
D
4 – 3 – 2 – 1.
E
4 – 2 – 1 – 3.
Deve-se efetuar o projeto de um sistema de refrigeração para a climatização de uma área, cuja carga térmica é de 127.000 BTU/h = 134.000 kJ/h, empregando-se refrigeração por compressão do gás refrigerante HFC-134a, cujo diagrama Pressão x Entalpia é apresentado acima. Considerando-se que a temperatura de operação do evaporador seja -10ºC e a do condensador seja 40ºC, assinale a alternativa que apresenta os valores corretos da vazão de refrigerante circulante no sistema (em kg/h), potência do compressor (em kJ/h) e taxa de dissipação de calor pelo condensador (em kJ/h).
A
250 kg/h, 4.400 kJ/h, 18.000 kJ/h
B
1500 kg/h, 66.000 kJ/h, 260.000 kJ/h
C
1000 kg/h, 36.000 kJ/h, 170.000 kJ/h
D
2000 kg/h, 78.000 kJ/h, 326.000 kJ/h
E
2600 kg/h, 92.000 kJ/h, 398.000 kJ/h
Em um motor de combustão interna, que funciona segundo o ciclo Diesel, o ar é admitido, comprimido, o combustível é injetado na câmara de combustão e, devido as condições de temperatura e pressão da mistura ar e combustível, ocorre a combustão. A figura a seguir apresenta o diagrama real pressão-volume do ciclo termodinâmico para este tipo de motor.
O processo que representa a combustão está compreendido entre quais estados do ciclo?
A
0 – 1
B
1 – 2
C
2 – 3
D
3 – 4
E
4 – 0
Considere os ciclos de refrigeração industriais, especificamente os ciclos por compressão de vapor e por absorção de amônia. Assinale a alternativa correta sobre esses ciclos
A
No ciclo por compressão de vapor, o refrigerante é comprimido, condensado, expandido e evaporado
B
No ciclo por absorção de amônia, a compressão do refrigerante é realizada por um compressor mecânico
C
O coeficiente de eficácia (COP) de um ciclo de refrigeração é definido como a razão entre o trabalho realizado e o calor removido
D
Em ciclos combinados, a energia térmica residual de um ciclo de refrigeração nunca pode ser utilizada
O refrigerante R-290 é um exemplo de gás refrigerante que não possui potencial de degradação da camada de ozônio.
C
Certo
E
Errado
O ciclo de Carnot para a refrigeração integra os ciclos ainda usados hoje para remover calor de um meio. Com relação a esse ciclo, analise os itens a seguir:
I. Apresenta o maior COP quando comparado a outros ciclos, mesmo com irreversibilidades, contanto que opere entre as mesmas temperaturas.
II. Ciclos reversíveis que trabalhem entre as mesmas temperaturas podem apresentar diferentes valores de COP.
III. Conta com duas fases, a de líquido e vapor, sendo que a troca de calor para mudança de fases é usada para refrigeração.
Está correto o que se afirma em
A
I, apenas.
B
II, apenas.
C
III, apenas.
D
I e III, apenas.
E
II e III, apenas.
Ano:
2024
No projeto de climatização e refrigeração dos data centers de uma empresa, a eficiência energética é um dos principais requisitos para garantir a operação ininterrupta e a sustentabilidade dos serviços. A equipe de engenharia identificou que a transferência de calor do interior do sistema para o ambiente externo deve ser otimizada.
O componente do ciclo de refrigeração responsável por essa função é
A
o compressor.
B
o condensador.
C
o evaporador.
D
a válvula de expansão.
E
o ventilador axial.
Um ciclo de refrigeração idealizado, como o Ciclo de Carnot, opera entre duas fontes térmicas a temperaturas constantes. Qual das seguintes afirmações sobre o coeficiente de performance, (COP), de um ciclo de refrigeração é correta?
A
O COP é sempre maior que 1.
B
O COP é igual à razão entre o calor retirado da fonte fria e o trabalho realizado.
C
O COP é igual à razão entre o calor rejeitado para a fonte quente e o trabalho realizado.
D
O COP não depende das temperaturas das fontes térmicas.
Considere um duto de seção reta retangular usado para transporte de ar refrigerado em um sistema de refrigeração, cuja velocidade de entrada do ar é de 3m/s e a gravidade local é de 10 m/s2.
Sabendo que em uma determinada região da tubulação há um ganho de altura de 2m e que a pressão se mantém constante, o valor da velocidade do ar na saída do duto, em m/s, é:
A
3.
B
4.
C
5.
D
6.
E
7.
O estudo de fenômenos da natureza pode se tornar muito complexo devido ao grande número de variáveis existentes. Diante disso, em muitas áreas da engenharia são aplicadas hipóteses simplificadoras que permitam o estudo do fenômeno considerado. No caso de motores, uma simplificação empregada é o uso de ciclos-padrão ar, sendo as seguintes hipóteses empregadas, exceto que
A
se considera que o fluido ativo é o ar.
B
os processos são considerados irreversíveis por sua natureza.
C
se considera que o ar é um gás perfeito.
D
para se voltar às condições iniciais, retira-se o calor, por meio de uma fonte fria, num processo a volume constante.
E
os processos de expansão e de compressão são assumidos como isoentrópicos.
Em relação a um líquido refrigerante para sistemas de refrigeração, assinale a alternativa INCORRETA.
A
Ele deve ter ponto de ebulição normal baixo, boa estabilidade química, alta compatibilidade com óleo do compressor e preferivelmente não ser tóxico.
B
Os refrigerantes R-13 e R-404-A, por suportarem pressões mais elevadas que os refrigerantes R22, por exemplo, são mais adequados para aplicações de baixa temperatura de evaporação.
C
Refrigerantes de elevada temperatura crítica são adequados para aplicações de baixa temperatura de evaporação, por exemplo, em bombas de calor para aquecimento de água.
D
O refrigerante R-12, por suportar menor pressão em comparação com o refrigerante R-13, é mais adequado para aplicação de temperatura de evaporação de média a elevada.
Considerando que os compressores são componentes fundamentais em sistemas de refrigeração, assinale a opção correta.
A
O compressor é o componente do sistema de refrigeração que realiza a compressão do gás refrigerante produzindo aumento de pressão e temperatura.
B
Durante o processo de compressão, o gás refrigerante é comprimido, resultando no aumento significativo da entropia, o que ocorre por ser a transformação isocórica.
C
O gás refrigerante comprimido liberado no condensador absorve calor do ambiente circundante (ou para um meio de resfriamento, como o ar ou a água), permitindo que o gás se estabilize e as sujidades condensem.
D
No ciclo de refrigeração, o líquido refrigerante passa pelo evaporador, onde libera calor do ambiente a ser refrigerado, aumentando a entalpia e fazendo evaporar 50% da massa, e retorna ao compressor para reiniciar o ciclo.
E
A eficiência do compressor é um fator crítico para a eficiência geral do sistema de refrigeração, pois o consumo de energia química do gás refrigerante tende a cair, o que faz que o desempenho seja otimizado no sistema.
Apesar dos riscos associados, sistemas de refrigeração por amônia são empregados desde o século XIX em diversas indústrias.
Uma das principais vantagens do uso de amônia como gás refrigerante é
A
ser empregada sob alta pressão, sendo indicada para temperaturas muito baixas.
B
apresentar alta eficiência energética, por conta de seu alto calor latente de vaporização.
C
ser segura em caso de vazamento, por se dispersar rapidamente na atmosfera.
D
facilitar manutenção das instalações, por ser segura em operações de solda.
E
poder ser descartada diretamente na rede de esgoto, por sua alta solubilidade em água.
Observe a tabela psicrométrica para determinação da umidade relativa do ar mostrada a seguir, onde 𝑡𝑚 indica a temperatura de bulbo úmido e 𝑡 a temperatura de bulbo seco
Sabendo-se que um psicrômetro indica uma temperatura de bulbo úmido de 15,5ºC e uma temperatura de bulbo seco de 22,1ºC, a umidade relativa do ar vale, aproximadamente,
A
45,5%.
B
46,0%.
C
46,5%.
D
47,0%.
E
47,5%.
Um equipamento de refrigeração de ar opera com uma vazão mássica de 2 kg/s. Para uma dada finalidade, o ar é admitido à temperatura de 35 ºC e à umidade de 0,023 kg de água/kg de ar seco e deve ser entregue a uma temperatura de 20 ºC e umidade relativa de 50%. Qual é a potência mínima do equipamento, se o rendimento é de 75%?
A
60 kW
B
80 kW
C
120 kW
D
160 kW
E
200 kW
Um engenheiro está desenvolvendo um sistema de refrigeração para um computador visando dissipar eficientemente o calor gerado pelos componentes eletrônicos. Considerando os métodos de transferência de calor disponíveis, assinale a alternativa correta em relação às técnicas que podem ser aplicadas para otimizar a dissipação de calor no sistema.
A
Condução: utilizar materiais com alta condutividade térmica, como cobre ou alumínio, para conduzir o calor dos componentes eletrônicos para áreas mais frias do computador.
B
Convecção: implementar um sistema de ventilação forçada usando ventiladores para circular ar frio ao redor dos componentes, aumentando a transferência de calor por convecção.
C
Radiação: empregar revestimentos com alta emissividade na superfície dos componentes para aumentar a dissipação de calor por radiação térmica.
D
Condução e Convecção: combinar o uso de materiais condutores de calor para transferir o calor dos componentes e ventiladores para aumentar a convecção e remover o calor do sistema.
E
Condução, Convecção e Radiação: utilizar uma combinação de materiais com alta condutividade térmica, ventilação forçada para convecção e revestimentos com alta emissividade para maximizar a dissipação de calor por todos os três métodos.
Os evaporadores inundados apresentam menor coeficiente de transmissão de calor, mas um melhor comportamento em relação à variação na carga térmica ao fornecer ao compressor vapor superaquecido, e não vapor saturado seco.
C
Certo
E
Errado
Ano:
2024
Em um projeto de melhoria de eficiência energética, um motor elétrico utilizado em um sistema de refrigeração consome 5 kW de potência elétrica e tem uma eficiência de 80%.
A potência mecânica fornecida pelo motor ao sistema, em kW, é de
A
3.
B
4.
C
5.
D
6.
E
8.
Gerar simulado