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

O engenheiro de uma indústria projetou um tanque de diâmetro igual a 4,0 metros e altura de 1,5 metros, onde um orifício, de raio igual a 10,0 cm, foi feito na base do tanque a fim de escoar a água armazenada para outro tanque. Considerando-se que o tanque está aberto e completamente cheio de água, determine a velocidade com que a água flui pelo orifício (considere a aceleração da gravidade igual 10 m s^-2 e a densidade da água igual a 1 g cm^-3).

Dois líquidos, A e B, têm densidades 0.92 e 0,68, respectivamente. Se eles forem misturados, de forma que a massa de B seja duas vezes e meia da massa de A, a relação entre os volumes destes dois líquidos (Subscript[V, A]/Subscript[V, B]) e a densidade da solução final será

Um Engenheiro Químico deseja construir uma instalação hidráulica para transportar 0,025 m³/s de um fluido de processo (ρ = 1200 kg/m³, μ = 1,1 × 10^-3 Pa s) entre dois reservatórios (conforme esquema). Sendo que estes estão distantes 120 m um do outro. A tubulação escolhida tem 100 mm de diâmetro e deve ser considerada lisa. Nas condições do sistema, o fator de atrito de Darcy correspondente ao escoamento pode ser estimado por: f = 64/Re – regime laminar ou f = 0.345 Re^0.25 – regime turbulento.

Considerando-se a aceleração da gravidade como 10 m/s² e desprezando-se as perdas de carga localizadas, a potência mínima de uma bomba, com eficiência de 85%, necessária para essa instalação, é, aproximadamente, igual a

Um trocador de calor de tubo duplo operando em contracorrente é usado para aquecer a água de 15 C a 80 C a uma taxa de 1.5 kg/s. O aquecimento deve ser realizado por água geotérmica disponível a 150 C com um fluxo de massa de 2.6 kg/s. O tubo interno é de parede fina e tem um diâmetro de 1.6 cm. Se o coeficiente global de transferência de calor for de 660 W/m² C, determine o calor trocado, o comprimento do trocador necessário para o processo e verifique sua viabilidade.

Dados: Calor específico da água = 4200 J/kg K.

Assinale a alternativa correta:

Durante fiscalização num posto de abastecimento de combustível e serviços, foi identificado um vazamento de combustível mediante inspeção num poço de monitoramento. A partir da medida instrumental em campo, verificou-se que a pressão parcial de benzeno presente na coluna de ar interna ao poço era de 0,225 Pa.

Dado: constante de Henry (10 °C) HB = 3,0 Pa L mg^-1.

Considerando a Lei de Henry, qual é a estimativa de concentração de benzeno dissolvido, na fase aquosa (CB), no poço de monitoramento inspecionado?

as afirmativas a seguir:

I. A bomba hidráulica é um exemplo de equipamento para transporte de líquidos utilizado na indústria química.

II. O metano, o etano, o propano e o butano são gases à temperatura ambiente.

III. Comparando duas cadeias com mesmo número de carbonos, o ponto de ebulição diminui com a ramificação da cadeia.

Marque a alternativa CORRETA:

Sangue é um fluido que apresenta propriedades físico-químicas bastante específicas e, em alguns procedimentos, necessita ser bombeado. Para tanto, deve-se levar em consideração suas propriedades físicas, como densidade e viscosidade. Os fluidos que sofrem taxas de deformação não proporcionais à tensão de cisalhamento aplicada, como é o caso do sangue, são denominados

Na classificação de sólidos por peneiras, o entupimento da peneira é um problema recorrente quando o sólido possui diâmetros médios de partícula similares ao da abertura das malhas.

Em um experimento real de peneiramento, sempre ocorre a retenção de partículas finas juntamente com partículas mais grossas e de partículas grossas em frações de partículas mais finas.

Para uma mistura binária real com azeótropo de mínimo ponto de ebulição, se o componente mais volátil (i) for considerado como componente base, então a volatilidade relativa será tal que variará de valores inferiores à unidade (α < 1) a valores superiores à unidade (α > 1) ao ultrapassar o ponto azeotrópico.

A falta de saneamento básico é um problema grave no Brasil. Segundo dados do Instituto Trata Brasil, apenas 52,36% da população tem acesso à coleta de esgoto e somente 45,1% dos esgotos do país são tratados.

Um dos princípios fundamentais da prestação dos serviços públicos de saneamento básico é a adoção de métodos, técnicas e processos que considerem as peculiaridades locais e regionais. Sendo assim, a solução adotada para o tratamento de esgoto depende de diversos fatores, como o tamanho da população a ser atendida, a área requerida para as instalações, os custos de instalação e de manutenção, a eficiência requerida etc.

Analise as afirmativas a seguir a respeito de tecnologias de tratamento de esgoto sanitário e assinale V para as verdadeiras e F para as falsas.

( ) O sistema de lodos ativados possui baixa eficiência e baixo consumo energético.

( ) As lagoas com aeração requerem maior área se comparadas às sem aeração.

( ) O reator anaeróbio de manta de lodo tem como vantagem a baixa produção de lodo.

( ) A fossa séptica seguida de infiltração no solo é uma solução adequada para atendimento unifamiliar.

Assinale a sequência correta.

Em um tubo de Pitot, independentemente do esquema de construção adotado, as duas aberturas deverão ser paralelas à direção do fluido cuja velocidade se pretende medir.

Se as secções transversais da entrada e da saída do duto forem círculos e o diâmetro da secção de saída for igual a ¼ do diâmetro da secção de entrada, então a velocidade de escoamento na entrada do duto será igual a dezesseis vezes a velocidade de escoamento na saída do duto.

A posição de equilíbrio do flutuador de um rotâmetro é determinada por apenas duas forças contrárias: a força gravitacional e o empuxo exercido pelo fluido na sua base.

Determinar o trabalho teórico mínimo para a separação de 1 Kg de ar em oxigênio e nitrogênio. Supor que ar seja constituído por 21 partes em volume de oxigênio e de 79 partes em volume de nitrogênio. A temperatura do ar é de 15 ºC. A temperatura do meio é de 0 ºC. Considerar que os gases são perfeitos, processo isotérmico e Rg = 8,314 J/mol K.

Dentro do universo da mecânica dos fluidos, muitas variáveis adimensionais são definidas para que as experimentações feitas em diferentes lugares do mundo possam ser reproduzidas sem os efeitos particulares de cada local. Ter as variáveis adimensionais auxilia na compreensão dos fenômenos e identificação das variáveis que realmente exercem impacto nas experimentações. O número de Nusselt é um adimensional e considere que está em função das variáveis Nu = f(a,b,c,d). A variável “a” tem dimensão [W/m.K], “b” tem dimensão [m².s²/kg], “c” tem dimensão [Pa] e “d” tem dimensão [W/K]. Sendo Watt [W], metros [m], massa [kg], pressão [Pa], temperatura [K]. Considerando o número de Nusselt (Nu) como um adimensional, escolha a alternativa correta:

Um experimento é desenvolvido para se determinar o coeficiente de troca térmica entre o ar e uma superfície aquecida. Neste experimento, uma esfera, de diâmetro D = 13 mm, de cobre puro é exposta a uma corrente de ar a 25 ºC durante um tempo t₁ = 70 s, onde sua temperatura foi medida por um termômetro digital infravermelho, registrando T₁ = 54 ºC, conforme o esquema abaixo. A temperatura inicial da esfera foi registrada em T(0) = 70 ºC. Encontre coeficiente de transferência de calor entre a esfera e o fluxo de ar e o número de Biot associado. Considere: (1) A temperatura da esfera é espacialmente uniforme, (2) Troca de radiação insignificante, (3) Propriedades do cobre constantes: $\rho$ = 8933 kg/m³, Cp = 389 J/kg K, k = 398 W/m K.