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

Se o perfil de velocidades de um fluido desconhecido, escoando sobre uma placa plana, tem a forma apresentada na figura abaixo, ele poderá ser classificado como:

A equação originalmente proposta por Bernoulli incluía

Se o fluido descrever um escoamento laminar na tubulação, em regime estacionário, então a velocidade de escoamento do fluido será constante em qualquer ponto.

Considere um fluido com densidade igual a 1.500kg/m³ e viscosidade igual a 0,05Poise, escoando num duto cilíndrico liso, de 5cm de diâmetro e 100m de comprimento com velocidade média no escoamento igual a 0,01m/s. Pode-se afirmar que, nestas condições, o fluido escoa em:

Considere o resfriamento de tarugos de PVC num trocador de calor cilíndrico de 10cm de diâmetro e 20m de comprimento acoplado na saída de uma extrusora. A extrusão ocorre com velocidade de 2cm/min. Que mecanismos de transferência de calor podem estar atuando neste processo, se a parede do trocador de calor é mantida à temperatura constante de 20°C ao longo de todo o equipamento?

Considere que, num reservatório de água aberto com 2,0m de diâmetro e 5m de altura, completamente cheio, surgiu um orifício de 0,2cm de diâmetro na parede do tanque, situado a 4m abaixo da superfície da água. Se a perda de carga do fluido na saída do orifício for considerada desprezível, pode-se afirmar que a velocidade média e a vazão volumétrica de fluido na saída do orifício serão aproximadamente iguais a:

O revestimento de paredes planas com isolantes térmicos é um problema bastante simples, pois, qualquer que seja a espessura de isolante aplicado, a taxa de calor perdido será sempre menor do que a obtida com as paredes nuas. Quando se trata de revestir paredes cilíndricas, tais como tubos e tanques, o problema não é tão trivial. Na figura abaixo é apresentada a variação da taxa de calor perdido como uma função da espessura do isolante aplicado. Observa-se que, apenas para espessuras de isolantes maiores do que 6cm, a taxa de calor perdido é inferior à observada com a parede nua. Estabelece-se então, que a espessura de 6cm é crítica e um isolamento eficiente só ocorrerá com camadas de isolantes maiores que 6cm. O comportamento do sistema descrito pela figura abaixo ocorre porque:

Para medir a velocidade média de escoamento de um gás em uma tubulação, pode-se usar um tubo de Pitot, sendo necessário realizar diversas medidas, pois cada uma fornecerá a medida da velocidade pontual.

Se o fluxo do gás for horizontal, então a vazão dos gases (metano e ar) pode ser medida com auxílio de um rotâmetro.

O atrito verificado durante o escoamento do fluido se deve à sua viscosidade, que tende a oferecer resistência e provoca transferência de momento para a parede do canal de escoamento.

O número de Reynolds permite que se avalie o atrito durante o escoamento.

Considerando apenas a pressão de vapor da água na temperatura do processo (P_v = 0,02 kgf/cm²) como indicativo, é correto afirmar que

Será necessário instalar uma bomba para transportar o solvente "d" até o misturador M3. Sabendo que este trecho de tubulação tem 40 metros de comprimento, 0,08 metros de diâmetro e duas válvulas (V1 e V2) cujos coeficientes de perda de carga são 1,3 e 0,5, determine a perda de carga devido ao atrito neste trecho de tubulação. A velocidade de escoamento, segundo o projeto, deverá ser 4 m/s e o fator do atrito de fanning (ƒ) estimado para estas condições é 0,0056.

Dados:

g = 10m/s²

Em uma tubulação, com duas seções A e B de diâmetros diferentes, escoa água com vazão volumétrica igual a 0,942 L/s. Se as seções A e B possuem, respectivamente, diâmetros de 2 e 4 cm, determine a redução de velocidade da água, em m/s, entre as seções A e B.

Considerando que uma mistura de hidrocarbonetos é um fluido newtoniano, então a tensão de cisalhamento dessa mistura é linearmente proporcional ao gradiente de velocidade.