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

Comparativamente aos líquidos, os gases possuem condutividade térmica menor, devido à sua menor densidade.

A respeito do fenômeno da cavitação, considere as seguintes afirmações:

I - A cavitação ocorre sempre que o número de Reynolds exceder 200000.

II - A cavitação pode ocorrer no escoamento de líquidos em situações nas quais a pressão local é inferior à pressão de vapor do líquido.

III - As bolhas formadas na cavitação aumentam a resistência local à corrosão.

IV - As bolhas formadas na cavitação colapsam quando atingem regiões nas quais a pressão local é superior à pressão do vapor.

São corretas APENAS as afirmações

Um poço de gás associado (óleo + gás) produz aproximadamente:

• 700 m³/dia de óleo (medidos na condição de 300 K)

• 12.000 m³/dia de gás natural (medidos na condição de 300 K, 1 atm)

Considerando-se uma condição de escoamento de 360 K e 15 atm e densidade do líquido constante, a vazão volumétrica total (gás + líquido), em m³/dia, é, aproximadamente,

Considere um sistema de torres de resfriamento que operam em regime permanente, conforme ilustrado na Figura abaixo.

Sabe-se que 6.660 kmol/h de água líquida são alimentados no sistema de torres, e o make up para reposição é cerca de 500 kmol/h. Admita que a água é suficientemente pura, de forma que a purga não é necessária (de fato, não está representada na Figura).

Qual será a vazão aproximada de ar seco, em kmol/h, para 80% de umidade relativa atingida no ar úmido?

Associe as características de sistemas fluidos aos processos.

CARACTERÍSTICA

I – redução da concentração molar das espécies

II – aumento da concentração mássica das espécies

III – constância aproximada da fração volumétrica das espécies

IV – aproximação da composição da espécie não volátil na fase gás pela sua pressão de vapor

PROCESSO

P – compressão de gás

Q – bombeamento de um líquido

R – transporte de um combustível por caminhões

S – escoamento de um gás ao longo de um tubo isotérmico

T – armazenamento de um combustível em reservatórios de teto fixo com controle de pressão

As associações corretas são:

Uma placa plana vertical, de espessura L, deve separar dois ambientes. A face esquerda dessa placa está exposta a um ambiente evacuado. A temperatura dessa face é T_Q. A face direita da placa está exposta a um ambiente convecção que está à temperatura T_inf e com coeficiente de troca de calor por convecção igual a h. O número de Biot é definido por h L / k, onde k é a condutividade térmica do material da placa. O regime é permanente, e as propriedades não variam com a temperatura.

Com essas informações, constata-se o seguinte:

A pressão sanguínea normal em um ser humano é 120/80 mmHg (Pressão sistólica/Pressão diastólica). Qual o valor destas pressões em kPa.

Considere a densidade relativa do Mercúrio igual a 13,55.

Dados: 𝝆𝑯_𝟐𝑶(𝒂 𝟒°𝑪) = 𝟏𝟎𝟎𝟎𝒌𝒈𝒎^−𝟑, 𝒈 = 𝟗, 𝟖𝟎𝟔𝟔𝒎𝒔^−𝟐

A figura mostra um tanque de armazenamento de água com seção reta de área A₁, cheio até uma altura h. O espaço entre a água e a parte superior do tanque contém ar que exerce uma pressão P₁. A água flui para fora através de um tubo com pequeno orifício de área A₂ na base do tanque.

Assinale a expressão matemática que permite calcular corretamente a velocidade de escoamento da água através do referido orifício (velocidade de efluxo v₂).

(Considerações: 1. nas alternativas, atm é a abreviatura de atmosfera; 2. p é a letra do alfabeto grego que representa a massa específica do fluido; 3. g é a letra que representa a aceleração da gravidade; 4. o fluido é incompressível, escoando sem viscosidade e em regime estacionário; 5. a área A₁ é enorme quando comparada com área A₂, ou seja, A₁ ≫ A₂.)

A decomposição do carbonato de cálcio produz CO₂, como representado na reação termoquímica abaixo.

CaCO_3(s) → CaO_(s) + CO_2(g); ΔH⁰ = +179 kJ

Considerando-se o comportamento ideal do gás e o rendimento máximo da reação, a energia necessária, em MJ, para produzir 36 m³ de CO₂, medido nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) é, aproximadamente,

Dado

R × T = 24,4 atm L mol^-1

M = 10⁶

Ar quente, c_p = 1,0 kJ/kg.°C, oriundo de um processo industrial e inicialmente a 85°C, é empregado para aquecer uma corrente de água (c_p = 4,0 kJ/kg°C), inicialmente a 15°C, em um trocador de calor não isolado. As vazões de ar e água são, respectivamente, 3 kg/min e 2,5 kg/min, e o trocador perde calor a uma taxa de 25 kJ/min. Considerando essas informações e sabendo que a temperatura de saída do ar é de 20°C, qual o valor da temperatura de saída da água?

Considere o processo de condução de calor em regime permanente que ocorre em uma parede de dimensões 15 m × 6 m e espessura de 20 cm, à taxa de 2,43 kW. As temperaturas das superfícies externa e interna da parede são de 28°C e 20°C, respectivamente. Nessas condições, qual o valor da condutividade térmica efetiva dessa parede, em W/m.K?

O engenheiro químico responsável por uma determinada estação de tratamento de água precisa elaborar um parecer técnico e, portanto, necessita calcular a vazão volumétrica de uma tubulação com 20 cm de diâmetro. Considere a velocidade da água como sendo 15 m∙s^-1 e assinale a alternativa correta.

A existência de dois ou mais fluidos em reservatórios de hidrocarbonetos torna necessário o conhecimento de termos como pressão capilar, permeabilidade relativa e molhabilidade. Ao lidar com sistema multifásico, é necessário considerar os efeitos das forças atuante nas interfaces quando dois ou mais fluidos imiscíveis estão em contato. A tensão interfacial é a força por unidade de comprimento necessária para criar uma superfície, e é expressa em dinos por centímetro.

Considerando os conceitos supracitados, analise as afirmativas a seguir.

I. Molhabilidade de um fluido é a relação entre a permeabilidade efetiva e a viscosidade.

II. A molhabilidade deve ser conhecida pois é fator importante que pode afetar a localização e saturação de água irredutível, mecanismo de deslocamento dentro do reservatório, distribuição dos fluidos na jazida, valor e localização do óleo residual.

III. Pressão capilar é a diferença de pressão da fase não molhante e a fase molhante.

IV. A altura em que se encontra um fluido no meio poroso acima do nível de água conata é proporcional a tensão interfacial e inversamente proporcional ao raio do meio e à diferença de densidade entre fluidos.

Está correto o que se afirma em

A pressão de 3 mols de um gás, à temperatura de 330 K, que ocupa um volume de 85,4 L, é superior a 0,94 atm.

Assinale a alternativa correta com relação às características biológicas da água.

Em um curso para Peritos Criminais, um evento é descrito pelo professor:

Uma bala de metal, que tem calor específico 125 J/(kg ꞏ ºC), ao sair do cano de uma pistola, move-se a 50 m/s quando atinge um bloco de madeira onde fica encravada. Sabemos que com o impacto, a temperatura da bala vai aumentar muito. Considerando que todo o trabalho das forças que se opõem ao movimento da bala foi consumido no seu aquecimento e desprezando as perdas de calor, é correto afirmar que a temperatura da bala aumentou de, aproximadamente:

Na condução de calor por um sólido constituído por mais de um material diferente, pode-se adotar como solução uma constante de proporcionalidade global, que independe das condutividades de cada material componente.

O diagrama de Moody relaciona o número de Reynolds com o fator de atrito de um escoamento interno e a rugosidade relativa do conduto. Com relação ao escoamento interno de fluidos, assinale a alternativa correta.

__Com relação aos conceitos fundamentais de Mecânica dos Fluidos, analise as afirmações abaixo e assinale a alternativa CORRETA.

I) O conceito de meio contínuo é um modelo para estudo do comportamento macroscópico de um fluido, em que se considera uma distribuição contínua de massa. Desse modo, as propriedades do fluido, como densidade e temperatura, podem ser definidas em cada ponto do espaço.

II) O Método de Lagrange para estudo dos fluidos consiste em acompanhar cada partícula ao longo de sua trajetória, desde seu ponto inicial, para então determinar suas propriedades ao longo de cada intervalo de tempo.

III) O Método de Euler consiste na fixação de pontos geométricos no espaço, onde serão detectadas as propriedades associadas a diferentes partículas que passam pelo referido ponto em diferentes instantes.

A viscosidade de um gás aumenta com a temperatura, mas a de um líquido diminui.