Questões de Concurso sobre Fenômenos de Transporte: Mecânica dos Fluidos, Transferência de Calor e Transferência de Massa

No escoamento de um fluido em regime permanente, as propriedades desse fluido poderão variar ao longo do tempo, mas serão invariáveis em cada ponto do escoamento.

O manômetro diferencial de coluna de fluido inclinado em relação à vertical é utilizado para aumentar a precisão da medida de baixas pressões.

Você é chamado a analisar e resolver um problema de transferência de calor em aleta de resfriamento. Uma representação de aletas de resfriamento é mostrada na Figura 2. Com relação a esse problema, julgue as afirmativas abaixo.

I. Sendo W a largura da parede, a adição de uma aleta à parede aumenta a área de transferência em 2LW.

II. Em uma aleta, a temperatura é T(x,y,z), mas pode ser simplificada para T(z).

III. O fluxo térmico na superfície da aleta pode ser dado por q = h(T – T_ar), onde T é a temperatura na aleta e T_ar é a temperatura ambiente.

IV. Na solução de problemas envolvendo aletas, como esta apresentada na Figura 2, não é possível estabelecer $\frac{dT}{dZ}$ |_𝑍=𝐿 .

Figura 2: Representação esquemática de uma aleta de resfriamento. Fonte: Canedo, 2018.

Está(ão) CORRETA(S):

Considerando-se que a energia interna do sistema antes de receber calor era U_i = 100 J, se, ao sofrer uma transformação, um gás ideal absorve 200 cal de energia na forma de calor e, ao expandir-se, realiza um trabalho de 350 J, então a energia do sistema após essa transformação é de 490 J.

A especificação de uma bomba centrífuga indica:

• Carga manométrica = 10 m

• Vazão de operação = 20 m³ h^-1

Em uma instalação, fez-se a associação em série com três bombas com essa especificação.

A carga manométrica e a vazão de operação dessa instalação são, respectivamente, iguais a

Um fluido incompressível, de massa específica 800 kg m^-3, escoa em uma tubulação horizontal entre dois pontos: X e Y. No ponto X, a pressão é igual a 200 kPa, e a velocidade de escoamento do fluido é 12 m s^-1. No ponto Y, a pressão é igual a 160 kPa, e a velocidade de escoamento do fluido é 8 m s^-1.

A perda de carga, em metros, ao longo do escoamento, é igual a

Considere um corpo não deformável em um fluido de densidade homogênea, assinale a alternativa correta.

A quantidade de vapor de água presente antes de entrar no desumidificador é igual à metade daquela que o ar consegue suportar na temperatura em questão.

Em uma unidade industrial, emprega-se um tubo de Pitot para medir uma propriedade de um fluido em escoamento. Essa propriedade corresponde à:

No estudo dos diferentes fenômenos de transporte, o número adimensional que corresponde à razão entre a viscosidade cinemática e a difusividade mássica é denominado número de:

As máquinas térmicas são dispositivos criados pelo homem para transformar o calor, produzido a partir de uma fonte quente, em energia mecânica utilizável, ou seja, geram trabalho. Essas máquinas utilizam a energia do vapor d’água ou da mistura gasosa produzida pela combustão de certos materiais combustíveis ou a energia térmica de outras fontes, gerando um regime contínuo de trabalho mecânico. Calcule o rendimento máximo teórico de uma máquina a vapor, cujo fluido entra a 570ºC e abandona o ciclo a 210ºC.

Em modelagens matemáticas de sistemas e escoamentos reativos, como ocorre em permutadores de calor, os campos de velocidade relacionados às equações de Navier-Stokes e as constantes de massa e equações da continuidade devem ser solucionados antes dos campos de temperatura.

Considere as afirmações abaixo sobre o coeficiente de transferência de calor por convecção.

I - Suas unidades de medida no Sistema Internacional são Wm^-2K ^-1

II - Seu valor não depende das propriedades do fluido.

III- Seu valor depende de condições da camada limite.

Quais estão corretas?

O emprego de zeólitas para o abrandamento de água corresponde ao processo nomeado como

Um fluido incompressível escoa em uma tubulação. No início do escoamento, a pressão é de 120 kPa e a velocidade de escoamento é de 20 m s^-1 .Ao final do escoamento, a tubulação encontra-se a uma altura de 3m em relação ao início, a pressão é de 96 kPa e a velocidade é de 10 ms^-1. A perda de carga, em metros, ao longo do escoamento é igual a:

Dados:

Aceleração da gravidade = 10 m s^-2

Massa específica do fluido = 800 kg m^-3

A Figura 3, a seguir, apresenta o comportamento do CSTR em regime estacionário, para uma reação de primeira ordem. Tal figura apresenta o calor gerado (Q_G) e o calor retirado (Q_R) em função da temperatura. Em relação a tal fenômeno, assinale a alternativa CORRETA:

Figura 3: Curvas de calor retirado (QR) e calor gerado (QG) em função da temperatura. Fonte: Hill, 2014 (adaptado)

A finalidade do processo de coagulação/floculação é transformar as impurezas que se encontram em suspensão fina, em estado coloidal ou em solução, além de bactérias, protozoários e/ou plâncton, em partículas maiores (flocos) para que possam ser removidas com maior facilidade por processos subsequentes.

Nesse sentido, é correto afirmar:

Assinale a afirmativa correta sobre os números adimensionais.

Um gás tem sua temperatura aumentada ao sofrer uma compressão adiabática.

Regimes de convecção forçada são alcançados com uso de ventiladores ou insuflares, que são sistemas modelados numericamente pela inclusão de uma condição de contorno de velocidade.