Questões de Concurso Sobre fenômenos de transporte: mecânica dos fluidos, transferência de calor e transferência de massa em engenharia química e química industrial

O tratamento é o conjunto de processos aos quais o gás será submetido para se remover ou reduzir os teores de contaminantes para atender as especificações de mercado, segurança, transporte ou processamento posterior. As especificações mais frequentes são relacionadas com:

Torres com recheios são equipamentos empregados para realizar o contato entre um líquido e um gás. Dadas as seguintes declarações a respeito deste equipamentos,

I. O material do recheio origina uma grande área interfacial entre o líquido e o gás.

II. A única forma de recheio utilizado nestas torres são materiais distribuídos randomicamente, tais como: anéis de Rasching, anéis de Lessing, selas de Berl, entre outros.

III. O material que constitui o recheio deve ser quimicamente inerte aos fluidos que serão processados no equipamento.

IV. O recheio deve possuir uma alta porosidade para permitir a passagem de grandes volumes de fluidos através da secção transversal da torre, de forma a evitar inundações e perda de carga.

verifica-se que estão corretas apenas

Dadas as seguintes declarações a respeito do escoamento de fluidos no interior de tubulações,

I. O Número de Reynolds depende do diâmetro e da velocidade do fluido na tubulação, assim como da viscosidade absoluta e da massa específica do fluido.

II. O fator de atrito é um parâmetro adimensional que é utilizado para calcular a perda de carga em uma tubulação devida ao atrito.

III. O perfil de velocidade do fluido no interior do tubulação, em regime completamente desenvolvido, apresenta um formato parabólico.

IV. O fator de atrito pode ser desprezado quando o regime de escoamento no interior do tubo é laminar.

verifica-se que estão corretas apenas

Um reservatório montado sobre um suporte deve ser preenchido com água potável através de uma tubulação que está conectada à rede de distribuição pública de água. Conforme indicado na ilustração, a diferença de altura entre o ponto admissão de água na tubulação e o ponto de descarga é de 5,0 metros.

Considerando que não há atrito na tubulação, indique qual a pressão mínima necessária, em kPa, no ponto de conexão entre a tubulação e a rede de distribuição para encher o reservatório sem a utilização de sistemas artificiais de elevação de água.

Dados: massa especifica da água = 1000 kg . m^-3, aceleração da gravidade = 10 . m s^-2 e pressão atmosférica local = 100 kPa.

200 mols.s^-1 de uma mistura gasosa de nitrogênio e oxigênio deve ser aquecida de 25°C (condição de referência) até 500°C. Sabendo que a mistura é equimolar e que as entalpias específicas do nitrogênio e do oxigênio são, respectivamente, 14 kJ.mol^-1 e 15 kJ.mol^-1, a taxa de calor necessária para aquecer essa mistura é de

Admitindo-se a pressão de vapor da água igual a 10.000 Pa e a pressão atmosférica de 100.000 Pa, o NPSH disponível ou altura manométrica disponível na sucção da bomba é de:

Na instalação da Figura 5 deseja-se bombear água a 20 °C na vazão de 30 m³ . h⁻¹. A perda de carga na tubulação na sucção (trecho 1 a 2) é de 10,0 J . kg⁻¹. Já a perda de carga na tubulação no recalque (trecho 3 a 4) é de 3,0 m.c.a. Será utilizado a bomba KSB Megabloc modelo 32-125 com rotação de 3.500 rpm, no gráfico a altura manométrica (H) é dada em m.c.a., a vazão da água (Q) em m³ . h⁻¹ e os diâmetros dos rotores em mm. Desprezar a variação de energia cinética.

O menor diâmetro do rotor que atenderá a instalação é de  

Em um reator de leito de bolhas, o reagente A é alimentado em fase gás, transferindo-se para a fase líquida, na qual ocorre a reação A+B ➔ Produtos. A taxa de reação é limitada pela transferência de massa do composto A, da interface da fase gás para o seio da fase líquida, segundo a expressão

                                                

onde k_L é um parâmetro associado à velocidade de difusão, s representa a área de interface gás-líquido por metro cúbico do reator, P_A representa a pressão de A em fase gás, H representa a constante de Henry para o composto A, e C _A,liq representa a concentração de A no seio do líquido. Seja ↑ um aumento e ↓ uma diminuição da variável.

O aumento da temperatura das fases e da velocidade de agitação tipicamente promoveria

A seguir é mostrado um esboço da configuração contracorrente equivalente da operação de um permutador de calor casco e tubos, com uma passagem no casco e duas nos tubos (CT1-2).

                                              

Considerando-se que mudanças na configuração do escoamento não modifiquem o coeficiente global de transferência de calor e as vazões dos dois fluidos, com base nos procedimentos típicos de projeto dessas unidades, essa operação pode ser realizada com praticamente a mesma carga térmica em um permutador

Na Figura a seguir é mostrada esquematicamente a distribuição de temperaturas no interior de um trocador de calor operando em configuração contracorrente, com perdas para o ambiente desprezíveis. Sabe-se que a vazão mássica do fluido frio é o dobro da vazão mássica do fluido quente, e que o trocador tem uma área de transferência de calor representada por A.

                                             

Considere as afirmações a seguir.

I - Na estimativa do valor da área de transferência de calor (A) do trocador, utilizando o método da média log, a substituição da média logarítmica dos diferenciais nas extremidades do trocador pela média aritmética dos mesmos diferenciais irá acarretar a obtenção de um valor menor da área, em relação ao que seria obtido adotando a média logarítmica.

II - Nessa operação, o calor específico (J kg^-1 K^-1 ) do fluido frio é igual ao dobro do calor específico do fluido quente.

III - Considerando-se as propriedades físicas constantes, mantidas as vazões e temperaturas de entrada dos dois fluidos, a posição deles no trocador e a área original A, sendo a operação trocada para paralelo (cocorrente) haverá um aumento na temperatura de saída do fluido quente.

É correto o que se afirma em