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

O tamanho médio de partícula da fração retida em uma peneira corresponde à média entre a abertura dessa peneira com a abertura da peneira que estiver imediatamente acima dela.

Uma empresa de saneamento efetuou a compra de C𝓁_2(g) para sua estação de tratamento de água. O gás comprado foi transportado em um caminhão-tanque, com volume do tanque de 30 m³, mantido à temperatura de 293 K e à pressão de 2 atm. Ao chegar na empresa, esse cloro foi transferido para um reservatório de 50 m³ e mantido a 20°C. Sendo assim, ao transferir do tanque para o reservatório, o gás sofreu uma transformação ___________ e a pressão do reservatório ficou igual a ___ atm.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

A massa específica é a razão entre a massa de uma substância pelo volume que a mesma ocupa no espaço. Sobre a massa específica é incorreto afirmar:

Sobre os números adimensionais relacionados com a mecânica dos fluidos, é correto afirmar:

Dentro de um sistema termodinâmico existe uma grandeza que mensura o grau de “desordem”, essa grandeza é denominada entropia. A alternativa que apresenta a unidade de medida de entropia, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades:

Ar comprimido é muito usado nas indústrias para acionamento dos elementos finais de controle. Nesse âmbito, o ar escoa em um conduto com velocidade de 400 m/s, a 27°C.

Assumindo o ar como um gás ideal, o valor aproximado da temperatura de estagnação isentrópica, em kelvin, é

O equilíbrio químico pode ser determinado pela constante de equilíbrio, K, podendo ser expressa pelo logaritmo natural ln(k). Uma pesquisa em um laboratório de química revelou um $\Delta$G° para uma determinada reação de valor igual a 630.000 kJ/kmol a 27°C.

Nessas condições, o valor da constante de equilíbrio é, aproximadamente, de

Um medidor baseado em redução de área está sendo empregado para medir a vazão de um líquido em escoamento permanente e incompressível. Esse dispositivo teve um custo elevado de aquisição, mas apresenta um baixo custo operacional.

Nesse caso, o tipo de medidor e a dependência característica que ele exibe entre a vazão medida e a queda de pressão (a montante e a jusante do estrangulamento) são:

Sabe-se que na temperatura de 20 ºC e em pressão atmosférica, um fluido newtoniano X com massa de 1560,0 kg, ocupa um volume de aproximadamente 3,0 m³. Desta forma determine a massa específica (ρ ) e o volume específico do fluido X.

A cavitação é a formação de bolhas de vapor em um fluido em decorrência da diminuição de pressão durante o escoamento do mesmo. As bolhas, formadas no interior da bomba, sofrem implosão quando atingem uma região de alta pressão causando perda de rendimento. Para evitar a cavitação é necessário avaliar o parâmetro de desempenho chamado de carga de sucção positiva líquida (NPSH) do sistema.

Sabendo que um sistema bombeia água para a injeção em uma caldeira a 25°C e a carga na entrada da bomba é de 3,8 metros, a NPSH disponível do sistema, em metros, é de, aproximadamente,

Dados: pressão de vapor (H2O, 25°C) =3,2 kPa; densidade (H2O) = 1000 kg.m^-3; g = 10 m.s^-2.

Fluidos não newtonianos são aqueles em que a relação entre tensão de cisalhamento e taxa de deformação é não linear.

Um exemplo de fluido não newtoniano é a tinta, que é muito viscosa ao ser retirada da lata, porém, ao ser aplicada na parede, a camada de tinta formada é submetida a uma grande tensão de cisalhamento, diminuindo sua viscosidade aparente.

Este comportamento é característico dos fluidos

O Número de Prandtl é uma grandeza adimensional que relaciona as camadas limites hidrodinâmica e térmica no estudo da transferência de calor no escoamento de fluidos em tubulações.

Esse Número é função das seguintes grandezas:

μ = viscosidade dinâmica [kg s^-1 m^-1]

Cp = calor específico a pressão constante [ J kg^-1 K^-1]

K = condutividade térmica [W m^-1 K^-1]

A expressão que define o Número de Prandtl corresponde a

Apesar de não estar presente em 100% dos municípios brasileiros,as estações de tratamento de efuentes(ETE) são extremamente importantes para a manutenção da qualidade dos corpos hídricos do país e também para garantia da saúde pública. Dentre as tecnologias utilizadas está a de lagoas, e as suas principais vantagens são a facilidade de construção, operação e manutenção e respectivos custos reduzidos, além da sua satisfatória resistência a variações de carga (SPERLING,1996, apud FEC UNICAMP, 2018). Em relação ao sistema de lagoas, analise as afirmativas a seguir:

I. Uma das vantagens do uso de lagoas para o tratamento de efluentes é a necessidade de pequenas áreas para a sua construção.

II. A principal função da lagoa de maturação é a remoção de matéria orgânica do efluente.

III. Lagoas facultativas são constituídas basicamente por três regiões: zona anaeróbia, zona aeróbia e zona facultativa.

IV. A grande vantagem das lagoas aeradas por agitadores mecânicos está associada ao baixo consumo de energia elétrica.

V. O efluente que sai de uma lagoa aerada de mistura completa possui uma grande quantidade de matéria suspensa e necessita de um tratamento complementar, normalmente constituído por uma lagoa de decantação.

Estão corretas as afirmativas:

Um dos problemas que podem causar redução drástica de eficiência em bombas centrífugas é o fenômeno de cavitação. Além de causar redução de eficiência, a cavitação provoca desgaste na superfície da bomba devido à erosão. Para evitar essa cavitação, os parâmetros — o NPSH disponível (NPSHA) e o NPSH requerido (NPSHR) — devem ser comparados, visando a determinar as condições em que a cavitação não ocorreria. Um engenheiro determinou que a vazão de operação da bomba em um dado sistema é 0,0123 m³ /s, com diâmetro de 0,125 m. O tanque jusante da bomba está à mesma altura da bomba, e a pressão de sucção no tanque é de 34kPa.

Desconsiderando-se as perdas de carga maiores e menores, NPSHA, em metros, e a vazão volumétrica de operação para uma operação segura de cavitação são assim determinados:

Dado

altura de sucção positiva líquida requerida: 4 metros Pressão de vapor do líquido: 4,25 kPa

Massa específica: 1000 kg/m³

Uma unidade industrial apresenta uma parede formada por duas camadas para reduzir a temperatura no ambiente externo à unidade.

A primeira camada da parede tem espessura de 9 cm e é formada de fibra de vidro cuja condutividade térmica é 0,03 W m^-1 ºC^-1.

A segunda camada da parede tem espessura de 14 cm e é formada de tijolos cuja condutividade térmica é 0,7 W m^-1 ºC^-1.

A área da parede é 4 m² . A temperatura na superfície da parede em contato com o interior da unidade industrial é 85 ºC, e a temperatura na superfície da parede em contato com o meio externo é 35 ºC.

O fluxo de calor estabelecido através da parede, em J s^-1, é igual a

Um engenheiro vai realizar um experimento para medir o aumento de temperatura do ar em um pneu. Assim, fez as medições antes e após percorrer certa distância em uma cidade. Inicialmente, a temperatura do ar no pneu era de 25°C a uma pressão manométrica de 200 kPa. No final do trajeto, a pressão verificada foi de 220 kPa em um local onde a pressão atmosférica é de 98 kPa. Assumindo que o volume do pneu permaneceu inalterado e que o ar se comporta como ideal, a variação da temperatura aproximada do ar no pneu, em °C, é

Dentre as atividades rotineiras de um operador de uma estação de tratamento de água está a de observar e garantir que a pressão indicada no manômetro de uma certa tubulação não ultrapasse o limite especificado para o material. Por isso, a cada hora ele deve anotar em uma planilha esse valor observado, para que seja feito também um controle estatístico dessa variação de pressão ao longo do dia. Para facilitar futuros cálculos, foi solicitado ao operador que anotasse na planilha o valor da pressão absoluta. Suponha que em um certo dia o operador leia no manômetro da tubulação o valor de 3,78 atm (atmosferas). Sabendo que a pressão atmosférica local (barométrica) é de 0,95 atm (atmosferas), o valor que deve ser anotado na planilha pelo operador é ____________.

Assinale a alternativa que completa corretamente a lacuna.

O tempo espacial expressa o tempo necessário para processar um volume de reator considerando-se a alimentação do fluido nas condições de entrada. Considere um reator tubular de 200 L que é alimentado com uma vazão volumétrica de 5 L/s.

O tempo espacial, em minutos, é