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

Assinale a alternativa correta em relação à dureza da água.

Analise a seguinte equação,

$\frac{p}{\rho }$ + $\frac{V^2}{2}$ = 𝑔𝑧 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒

onde: p é pressão, ρ é massa específica, V é velocidade, g é aceleração da gravidade e z é elevação.

Sobre a equação mostrada acima, é correto afirmar que

As curvas características de bombas fornecem várias informações sobre o equipamento, como as relações entre vazão, altura manométrica (carga total), rendimento, potência e NPSH requerido. O ponto de trabalho nessas curvas é o encontro da vazão e da altura manométrica do sistema que está sendo projetado com uma curva característica para a seleção dos demais parâmetros.

A condução de calor em sólidos segue o modelo matemático da condução de calor, que depende de uma constante de proporcionalidade relacionando a variação de temperatura ao longo do tempo e o gradiente desta no espaço.

As diversas peças necessárias para a montagem da tubulação e para o controle do fluxo de escoamento provocam uma variação brusca da velocidade (em módulo ou direção), que minimiza a perda de carga.

Em dispositivos medidores de vazão, como o tubo de Venturi, para se encontrar o valor da vazão, conhecidos os valores da diferença de pressão e dos diâmetros das seções regular e estrangulada, faz-se necessária a aplicação de balanço de massa e balanço de energia.

Considere um processo de transferência de calor por condução unidimensional, em regime permanente, em uma parede plana, sem geração de calor e com condutividade térmica constante. Determine o fluxo de calor q’’ que atravessa esta parede com espessura de L = 0,1 m, condutividade térmica de k = 0,8 W m^–1 °C^–1 e temperaturas nos extremos de 200 e 150°C.

__Analise as afirmações sobre os instrumentos de medida de escoamento de fluidos.

I) O tubo de Pitot permite a determinação da velocidade do fluido em diferentes posições ao longo da área perpendicular ao escoamento do fluido no duto. Dessa forma, é possível a obtenção de um perfil de velocidade experimental.

II) Os rotâmetros são dispositivos utilizados para determinação da vazão de escoamento de fluidos. A operação do rotâmetro é baseada no princípio de área variável: a vazão do fluido eleva um flutuador em um tubo cônico, aumentando a área de passagem do fluido. Quanto maior a vazão, mais alto o flutuador é elevado. A posição estável é alcançada quando a força para cima exercida pelo fluido se iguala ao peso do flutuador.

III) As placas de orifício são medidores de vazão baseados no princípio do empuxo. São caracterizadas pelo alto custo de instalação e baixo custo de operação, uma vez que apresentam baixa perda de carga.

Está(ão) correta(s):

Para uma melhor transferência de calor, foi instalada, na parede de um equipamento, uma aleta cilíndrica de ponta adiabática e diâmetro 2 cm. Foi observado que a efetividade da aleta é igual a 3 e sua eficiência é 65%.

Qual o comprimento da aleta?

Considerando o escoamento laminar permanente descendente de um fluido newtoniano, com densidade constante, em um tubo vertical de sessão circular, com o comprimento muito grande comparado ao raio, podemos afirmar, EXCETO:

Um fluido escoa em um tubo com seção reta de 15,0 cm² e velocidade igual a 1,0 ms ^-1. Existe um estreitamento neste tubo com seção reta de 1,5 cm². Sabendo-se que a pressão no interior do tubo é 1,50 atm, calcule a velocidade e a pressão no estreitamento.

Dados:

1. aceleração da gravidade igual a 10,0 m s^-2
2. densidade da água igual a 1000 kg m³
3. 1 atm = 101 kPa

Assinale a alternativa que corresponde à velocidade e à pressão no estreitamento, respectivamente.

Em se tratando de sistemas de transferência de calor que envolvem condução, convecção e irradiação, as constantes de proporcionalidade podem ser agrupadas na constante de Froude (Fr).

A convecção forçada no exterior de tubos que transportam fluidos aquecidos aumenta a eficiência de processos de resfriamento, pois mantém temperaturas menores no entorno destes.

Caldeiras flamotubulares contam com um reservatório de água a ser aquecida, no qual encontra-se um conjunto de tubos por onde correm os gases quentes. Essa caldeira é um exemplo de trocador de calor tipo casco-tubo.

Um fluido tem massa específica 1200 kg m^-3 e viscosidade absoluta 0,5 kg m^-1 s^-1. Esse fluido escoa em uma tubulação cilíndrica de diâmetro 0,1 m, sob velocidade de 10 m s^-1 O número de Reynolds referente a esse escoamento é igual a:

O ponto inicial de operação de uma bomba tem uma altura de elevação H, com uma vazão Q e velocidade angular ω. As leis da bomba para pontos similares de operação mais comuns envolvem a altura de elevação e a potência. Um índice igualmente importante no projeto de bombas é conhecido como velocidade específica, definido por:

$N_s=\frac{\omega x\sqrt{Q}}{H^{3/4}}$

A razão entre a velocidade específica em dois pontos similares de operação é

Um trocador de calor não especificado utiliza água do mar a 23^oC, para resfriar óleo quente que está a 85^oC. A vazão mássica (fluxo de massa) da corrente quente é 3 kg/s, e a vazão mássica da água do mar é 4 kg/s. Considere que os dois calores específicos sejam iguais a 4.000 J/kg.C.

Nessa situação, o

Se a temperatura de certa quantidade de um gás ideal, inicialmente a 300 K, for elevada a 1.200 K, tanto a pressão como o volume triplicarão.

O escoamento turbulento ocorre, geralmente, em fluidos com grande viscosidade e quando as partículas, em certa região, apresentam rotação em relação a um eixo qualquer.

A análise dimensional com a formação de grupos adimensionais facilita o desenvolvimento de modelos empíricos, quando as variáveis envolvidas no fenômeno são conhecidas, mas não a relação matemática entre elas.