Questões de Concurso sobre Sistemas Termomecânicos

O ciclo de refrigeração por compressão de vapor é o muito utilizado para refrigeradores, sistemas de condicionamento de ar e bombas de calor. Nestes é comum encontrarmos um dispositivo de estrangulamento, como uma válvula de expansão ou um tubo capilar. Analise as afirmativas abaixo sobre o que consiste este ciclo consiste de processos.

I. Compressão isentrópica em um compressor.

II. Rejeição de calor a pressão constante em um condensador.

III. Estrangulamento em um dispositivo de expansão.

IV. Absorção de calor a pressão constante em um evaporador.

Estão corretas as afirmativas:

Conforme Çengel e Boles (2013), o ciclo Otto é o ciclo ideal que descreve como os motores alternativos de ignição por centelha funcionam. Em um motor de ignição por centelha, o pistão executa quatro cursos completos, chamados de tempos. Selecione a opção que descreve os quatro tempos em ordem de funcionamento, considerando que o pistão inicia o movimento em sua posição mais baixa (PMI).

Qual dos seguintes componentes é responsável por gerar a centelha elétrica necessária para a ignição do combustível em um motor de combustão interna?

Uma forma de aumentar o coeficiente de performance desse ciclo de refrigeração seria reduzir a temperatura de condensação, o que pode ser feito pelo aumento do coeficiente global de transferência de calor no condensador.

O ciclo Otto e o ciclo Diesel são os ciclos ideais para os motores de combustão interna de ignição por centelha e de ignição por compressão, respectivamente. Frequentemente considera-se como modelo a execução desses ciclos utilizando o ar com comportamento de gás ideal em um sistema totalmente fechado com os processos de combustão e exaustão substituídos por processos de transferência de calor e todas as etapas internamente reversíveis. Uma simplificação adicional é considerar os calores específicos do ar constantes e avaliados à temperatura ambiente.

Considerando todas essas simplificações, sobre esses ciclos ideais é INCORRETO afirmar que

Sobre o projeto de tubulações de distribuição de vapor, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.

I. O volume específico do vapor saturado seco diminui com o aumento da pressão. Portanto, a distribuição de vapor em pressão mais elevada reduz as dimensões da tubulação e componentes, reduzindo o custo de investimento em tubulações, componentes e isolamento térmico. A pressão de distribuição é então reduzida no ponto de utilização para as pressões de operação dos equipamentos.

II. O sistema de classificação de tubos de aço carbono do Instituto de Petróleo Americano (API) (normalizado pelas normas NBR 5580 e NBR 5590) identifica as tubulações pelo seu diâmetro nominal em milímetros e pelo schedule (SCH), o qual se relaciona com a máxima pressão nominal de operação da tubulação.

III. O isolamento térmico em tubulações de vapor é utilizado para reduzir a transferência de calor para o ambiente, proteger a tubulação da ação do meio ambiente e evitar a exposição ao contato da tubulação quente. O isolamento é formado usualmente por uma camada de isolante em lã de rocha ou lã de vidro, coberta externamente por uma chapa fina de alumínio liso ou corrugado.

IV. A pressão de fornecimento de vapor necessária na caldeira é especificada como 20% maior que a pressão na entrada dos equipamentos que serão alimentados, como forma de prover uma margem de operação segura.

Se o compressor operar a 106.000 rpm com vazão superior a 35 lb/min, haverá risco de escoamento blocado, o que pode causar dano ao compressor.

Quanto ao tipo de condensação, um sistema de refrigeração no qual a temperatura admitida para o fluido frigorífico deve ser superior à de bulbo seco do ar exterior, considerado nos cálculos, é um sistema:

Quanto aos sistemas de refrigeração descritos por um ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor, é correto afirmar que

Um compressor de ar do tipo parafuso, com vazão volumétrica padrão de 0,1 m³ /s e pressão de descarga de 6,0 bar (pressão relativa), opera 8 (oito) horas diárias durante 30 dias.

Considere: Consumo específico: CE = 0,1 KWh/m³

Assinale a alternativa que apresenta aproximadamente o consumo mensal de energia elétrica em (KWh/mês).

Examine o gráfico abaixo.

O ciclo Brayton é o ciclo ideal que modela os processos termodinâmicos realizados pelo fluido de trabalho em turbinas a gás. Nesse ciclo, o ar atmosférico é o fluido de trabalho, sendo considerado como gás ideal, possuindo constante k = c_p/c_v = 1,4 (razão dos calores específicos à pressão e volume constantes). No gráfico Temperatura x Entropia (T x s) deste ciclo, mostrado acima, é possível observar que no processo 1 → 2 ocorre a compressão isentrópica e no processo 3 → 4 ocorre a expansão isentrópica do ar atmosférico. Além disso, no processo 2 → 3 ocorre o fornecimento de calor (representado por q_ent) à pressão constante, e no processo 4 → 1 ocorre a rejeição de calor (representado por q_sai)à pressão constante. Sabe-se que, para gases ideais que realizam um processo isentrópico, a expressão $\frac{T_f}{T_i}={\left(\frac{P_f}{P_i}\right)}^{\frac{k-1}{k}}={\left(\frac{v_i}{v_f}\right)}^{k-1}$ válida, onde T, P e v representam, respectivamente, a temperatura, a pressão e o volume específico do gás, e os subscritos i e f indicam, respectivamente, o estado inicial e o estado final do processo. Com base nessas informações, qual é a temperatura máxima que o fluido de trabalho atinge neste ciclo, sabendo que $v_4=v_3^6,v_3=\sqrt{0,5}{m}^3⁄kg,v_1=\frac{v_4}{10}$ e $T_1=300k$?

Ao ler a placa de informações de um compressor alternativo de pistão, um militar se depara com a seguinte informação: “Pistão de duplo efeito”. A partir dessa informação, é correto afirmar que:

Assinale a opção que apresenta a máquina que pode ser utilizada para se alcançar pressões abaixo da pressão atmosférica.

As turbinas podem ter múltiplos estágios. Em relação à forma como a energia é convertida, assinale a alternativa correta.

Nos compressores alternativos, a lubrificação é necessária somente no conjunto biela e manivela.

A função da caixa de filtragem, normalmente feita de aço carbono ou aço inox, é fornecer ar de combustão suficientemente puro para evitar incrustação, erosão, deterioração e corrosão dos componentes internos da turbina, principalmente as palhetas estatoras e rotoras do compressor de ar e das turbinas, e evitar o entupimento dos canais de refrigeração das aletas e palhetas da turbina.

Não existe processo isotérmico dentro do ciclo Brayton.

O ciclo de funcionamento Brayton envolve quatro processos: pressão isentrópica; aquecimento à pressão constante; expansão isentrópica; e resfriamento a volume constante.

A cambota é um dos principais componentes de um motor de quatro tempos, seja ele por ignição por centelha ou por compressão, e faz parte do sistema de transmissão do movimento desse motor.

Uma outra denominação para cambota é

O ciclo da figura anterior requer um consumo muito pequeno de trabalho, porque o processo de bombeamento envolve um líquido.