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

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Ano: 2010 Banca: FGV Órgão: CAERN Prova: FGV - 2010 - CAERN - Engenheiro Químico |
Q78790 Engenharia Química e Química Industrial
Um tanque de diâmetro muito maior que a altura contém fluido de densidade 0,7, sendo o espaço acima da superfície do líquido mantido a uma pressão de 25 mmHg (manométrica). Sabendo que a densidade do mercúrio é 14, assinale a alternativa que contém o valor que mais se aproxima da velocidade de saída do fluido por um pequeno orifício localizado 1,5 m abaixo da superfície do fluido.
Alternativas
Ano: 2010 Banca: FGV Órgão: CAERN Prova: FGV - 2010 - CAERN - Engenheiro Químico |
Q78788 Engenharia Química e Química Industrial
O modelo que descreve o comportamento reológico de um fluido de Bingham é dado por (onde Imagem 006.jpg é a tensão de cisalhamento, Imagem 007.jpg é o gradiente de velocidade e Imagem 008.jpg são parâmetros empíricos)
Alternativas
Ano: 2010 Banca: FGV Órgão: CAERN Prova: FGV - 2010 - CAERN - Engenheiro Químico |
Q78787 Engenharia Química e Química Industrial
Assinale a alternativa correta.
Alternativas
Q63536 Engenharia Química e Química Industrial

ESTUDO DE CASO

Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:
                       a + b → c                                                  ∆Hreação = 40 kJ/(kg de c formado)


O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.




Os componentes a e b estão estocados nos tanques T1 e T2 respectivamente. Depois de misturados em temperatura ambiente a corrente resultante (4) é misturada com uma corrente de reciclo (14) e alimentada no reator (corrente 5). Na reação, todo componente b presente no reator é consumido. A saída do reator (corrente 6) é então misturada com um solvente (componente d), proveniente do tanque de estocagem T3 e da saída do reciclo proveniente da coluna de destilação C, e alimentada no decantador D (corrente 7). Os componentes d e a são totalmente imiscíveis e o componente c particiona preferencialmente para fase rica no componente d seguindo para a destilação (correntes 8 e 9). A fase de fundo do decantador, rica no componente a, é reciclada para o reator (corrente 14). Na destilação os componentes c e d são separados, a corrente mais pesada, rica em d (corrente 13) é reciclada para a entrada do decantador. A corrente 11 é a corrente de produto do processo. As concentrações das correntes de entrada e saída do processo, bem como as correntes da coluna de destilação estão descritas na tabela abaixo



O processo será montado em um terreno em desnível, a entrada do misturador M2 deverá ficar a 30 metros acima da saída do decantador D. Sabendo que na saída do decantador a pressão é 1. Imagem 070.jpg e a velocidade e da corrente é desprezível e que na entrada do misturador a pressão deve ser 2.Imagem 071.jpg Pa e a velocidade 10 m/s. Calcule a potência de uma bomba que possa suprir as condições de projeto. Utilize uma eficiência de 60% para este equipamento e considere que não existe perda de energia devido à fricção entre o fluido e as paredes e que a vazão mássica é igual a 3 kg/s.


Imagem 072.jpg



Alternativas
Q63535 Engenharia Química e Química Industrial

ESTUDO DE CASO

Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:
                       a + b → c                                                  ∆Hreação = 40 kJ/(kg de c formado)


O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.




Os componentes a e b estão estocados nos tanques T1 e T2 respectivamente. Depois de misturados em temperatura ambiente a corrente resultante (4) é misturada com uma corrente de reciclo (14) e alimentada no reator (corrente 5). Na reação, todo componente b presente no reator é consumido. A saída do reator (corrente 6) é então misturada com um solvente (componente d), proveniente do tanque de estocagem T3 e da saída do reciclo proveniente da coluna de destilação C, e alimentada no decantador D (corrente 7). Os componentes d e a são totalmente imiscíveis e o componente c particiona preferencialmente para fase rica no componente d seguindo para a destilação (correntes 8 e 9). A fase de fundo do decantador, rica no componente a, é reciclada para o reator (corrente 14). Na destilação os componentes c e d são separados, a corrente mais pesada, rica em d (corrente 13) é reciclada para a entrada do decantador. A corrente 11 é a corrente de produto do processo. As concentrações das correntes de entrada e saída do processo, bem como as correntes da coluna de destilação estão descritas na tabela abaixo



O trocador Tr1 é do tipo casco e tubo (com uma passagem no casco e uma nos tubos) e deve ser projetado para assegurar que a corrente 9 (alimentação de coluna C) esteja em sua a temperatura de bolha (72 °C). A vazão mássica de projeto da corrente 8, que está a 24 °C, é de 1,35 Kg/s. Se fluido de aquecimento é uma corrente de vapor saturado a 100 °C e que deixa o equipamento com uma parte de corrente líquida (equilíbrio líquido-vapor). Calcule a área de troca térmica necessária para atender as especificações do projeto, sabendo que o coeficiente de troca térmica (U) é igual a Imagem 064.jpg

Imagem 065.jpg

Alternativas
Q63534 Engenharia Química e Química Industrial

ESTUDO DE CASO

Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:
                       a + b → c                                                  ∆Hreação = 40 kJ/(kg de c formado)


O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.




Os componentes a e b estão estocados nos tanques T1 e T2 respectivamente. Depois de misturados em temperatura ambiente a corrente resultante (4) é misturada com uma corrente de reciclo (14) e alimentada no reator (corrente 5). Na reação, todo componente b presente no reator é consumido. A saída do reator (corrente 6) é então misturada com um solvente (componente d), proveniente do tanque de estocagem T3 e da saída do reciclo proveniente da coluna de destilação C, e alimentada no decantador D (corrente 7). Os componentes d e a são totalmente imiscíveis e o componente c particiona preferencialmente para fase rica no componente d seguindo para a destilação (correntes 8 e 9). A fase de fundo do decantador, rica no componente a, é reciclada para o reator (corrente 14). Na destilação os componentes c e d são separados, a corrente mais pesada, rica em d (corrente 13) é reciclada para a entrada do decantador. A corrente 11 é a corrente de produto do processo. As concentrações das correntes de entrada e saída do processo, bem como as correntes da coluna de destilação estão descritas na tabela abaixo



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 (f) estimado para estas condições é 0,0056.

Imagem 063.jpg

Alternativas
Q63533 Engenharia Química e Química Industrial

ESTUDO DE CASO

Você acabou de ser contratado para dar continuidade ao desenvolvimento e implantação de um processo em uma grande indústria química. O processo será basicamente a produção do composto c a partir da reação dos componentes a e b, subprodutos desta indústria. A reação entre a e b, que possuem mesma massa molecular , é uma reação endotérmica e ocorre em fase líquida a 24 °C, obedecendo a seguinte estequiometria:
                       a + b → c                                                  ∆Hreação = 40 kJ/(kg de c formado)


O diagrama do processo a ser implantado está representado abaixo.




Os componentes a e b estão estocados nos tanques T1 e T2 respectivamente. Depois de misturados em temperatura ambiente a corrente resultante (4) é misturada com uma corrente de reciclo (14) e alimentada no reator (corrente 5). Na reação, todo componente b presente no reator é consumido. A saída do reator (corrente 6) é então misturada com um solvente (componente d), proveniente do tanque de estocagem T3 e da saída do reciclo proveniente da coluna de destilação C, e alimentada no decantador D (corrente 7). Os componentes d e a são totalmente imiscíveis e o componente c particiona preferencialmente para fase rica no componente d seguindo para a destilação (correntes 8 e 9). A fase de fundo do decantador, rica no componente a, é reciclada para o reator (corrente 14). Na destilação os componentes c e d são separados, a corrente mais pesada, rica em d (corrente 13) é reciclada para a entrada do decantador. A corrente 11 é a corrente de produto do processo. As concentrações das correntes de entrada e saída do processo, bem como as correntes da coluna de destilação estão descritas na tabela abaixo



Considere que as tubulações onde serão transportadas as correntes 1, 2 e 3 em temperatura constante de 20 °C, deverão ter diâmetros diferentes. Com base nas características do escoamento e propriedades dos fluidos "a", "b" e "d". Os regimes de escoamento nas tubulações que transpor-tarão as correntes 1, 2 e 3 são, respectivamente:

Imagem 062.jpg


Alternativas
Q63523 Engenharia Química e Química Industrial
Três trocadores 1, 2 e 3 do tipo casco e tubo com passagens simples nos tubos e no casco têm o perfil das correntes dos fluidos quentes e frios descritas nas figuras abaixo.

Imagem 049.jpg

I. O trocador de calor "1" e o "2" operam com fluxos paralelos, o trocador "3" opera com fluxos em contra corrente.

II. O trocador de calor "3" opera com fluxo s paralelos, o trocador "2" opera com fluxos em contra-corrente.

III. No trocador de calor "1", o fluido quente pode ser um vapor saturado que condensa ao perder calor para a corrente mais fria.

IV. Nada se pode dizer sobre o sentido de fluxo da corrente de aquecimento do trocador "1".

V. Em trocadores como o do tipo "2" a temperatura de saída do fluido frio pode ser mais alta do que a temperatura de saída do fluido quente.

Sobre estes equipamentos é correto o que se afirma APENAS em:

Alternativas
Q63522 Engenharia Química e Química Industrial
Em um experimento para medir a vazão de água Imagem 045.jpg em uma tubulação de 5 cm de diâmetro, um manômetro em "U", cujo fluido manométrico é mercúrio Imagem 046.jpg está conectado a uma placa de orifício. Se a deflexão do fluido manométrico, para uma dada vazão de água, é de 13,5 mm, determine esta vazão com o auxilio da curva de calibração da placa utilizada neste experimento, que relaciona a velocidade de escoamento de água em função da perda de carga na placa.

Imagem 047.jpg

Imagem 048.jpg
Alternativas
Q63521 Engenharia Química e Química Industrial
Em um projeto, a parede de um forno deverá ser construída com duas camadas de materiais diferentes e um espaço contendo ar estagnado (k = 0,02 kcal/(h)Imagem 039.jpg entre estas camadas. A camada interna deverá ser feita de tijolos refratários com espessura de 10 cm Imagem 040.jpg a camada externa de tijolos de alvenaria com 15 cm de espessura Imagem 041.jpg O projeto prevê uma perda de calor de no máximo 300Imagem 042.jpg Imagem 043.jpg Calcule a espessura mínima da camada de ar para que o projeto se adeqüe as especificações desejadas, sabendo que o forno operará a Imagem 044.jpg

Alternativas
Q63520 Engenharia Química e Química Industrial
Dos números adimensionais abaixo, o único que relaciona fluxo convectivo de calor com fluxo condutivo de calor é o:

Alternativas
Q63519 Engenharia Química e Química Industrial
Em um escoamento laminar plenamente desenvolvido que obedece ao seguinte perfil de velocidades:
Imagem 037.jpg a vazão média é de Imagem 038.jpg Sabendo que o raio da tubulação é R = 2 cm, determine a velocidade para a camada de escoamento onde r = 0,5 R.

Alternativas
Q63518 Engenharia Química e Química Industrial
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.

Alternativas
Ano: 2009 Banca: CESGRANRIO Órgão: SFE Prova: CESGRANRIO - 2009 - SFE - Químico |
Q55952 Engenharia Química e Química Industrial
50 De modo a aumentar o rendimento de caldeiras, sugerese preaquecer a sua água de alimentação, usando um trocador de calor casco-tubo, CT 1-2, para aquecer 5 kg/s de água, proveniente da central de utilidades, com 10 kg/s de gases de exaustão da própria caldeira. A água entra no trocador a Imagem 060.jpg e sai a Imagem 061.jpg, enquanto que o gás entra a Imagem 062.jpg. O trocador opera em contracorrente. Supondo os calores específicos iguais a 4.200 J/kgK para a água e 1.050 J/kgK para o gás de exaustão e considerando um coeficiente global de transferência de calor igual a 1.500 Imagem 063.jpg, um fator de correção para o Imagem 064.jpg igual a 0,97 e (ln 2) igual a, aproximadamente, 0,7, a área de troca térmica, em Imagem 065.jpg, está na faixa de
Alternativas
Ano: 2009 Banca: CESGRANRIO Órgão: SFE Prova: CESGRANRIO - 2009 - SFE - Químico |
Q55951 Engenharia Química e Química Industrial
Quanto à sua operação, as caldeiras de recuperação de calor
Alternativas
Ano: 2009 Banca: CESGRANRIO Órgão: SFE Prova: CESGRANRIO - 2009 - SFE - Químico |
Q55950 Engenharia Química e Química Industrial
Um trocador de calor casco-tubo é composto por um feixe de tubos e um casco que o envolve. Considerando essa proposição, é correto afirmar que
Alternativas
Ano: 2009 Banca: CESGRANRIO Órgão: SFE Prova: CESGRANRIO - 2009 - SFE - Químico |
Q55949 Engenharia Química e Química Industrial
Em um determinado processo industrial, um tubo cilíndrico, de 0,050 m de diâmetro e de 5 m de comprimento, transporta água a uma taxa mássica de 0,3 kg/s. A temperatura da superfície externa desse tubo é mantida constante ao longo de todo o seu comprimento, sendo igual a Imagem 055.jpg. A água entra no tubo a Imagem 056.jpg e sai aquecida a Imagem 057.jpg. Considere o número Imagem 059.jpg igual a, aproximadamente, 3, ln 2 igual a, aproximadamente, 0,7 e o calor específico da água igual a 4.161 J/kgK. Para essas condições, concluise que o coeficiente médio de película para o escoamento interno encontra-se, em Imagem 058.jpg, na faixa de
Alternativas
Ano: 2009 Banca: CESGRANRIO Órgão: SFE Prova: CESGRANRIO - 2009 - SFE - Químico |
Q55948 Engenharia Química e Química Industrial
Um trocador de calor casco-tubo (CT 1-4) de 100 tubos é usado para resfriar óleo, tendo água como fluido de resfriamento. A água escoa pelo interior dos tubos, a uma velocidade de 1 m/s, em contracorrente com o óleo. Os diâmetros dos tubos externo e interno são 0,05 m e 0,04 m, respectivamente. A água entra no trocador a Imagem 047.jpg e sai a Imagem 048.jpg. Considere que a massa específica da água seja 1.000 Imagem 049.jpg e despreze a resistência condutiva da parede do tubo. Considere, também, o número Imagem 050.jpg= 3 e Imagem 051.jpg= Imagem 054.jpg, com um fator de correção de 0,9. Suponha que os coeficientes interno e externo de transferência de calor sejam iguais a 3.300 Imagem 052.jpge 4.700 Imagem 053.jpg, respectivamente, e o calor específico da água, igual a 4.161 J/kgK. Para essas condições, o comprimento, em m, do tubo por passagem está na faixa de
Alternativas
Q36293 Engenharia Química e Química Industrial
É a transmissão de calor por ondas de energia calorífica que se deslocam através do espaço; as ondas de calor propagam-se em todas as direções. O tipo de propagação a que se refere o texto é
Alternativas
Q36288 Engenharia Química e Química Industrial
Colocando-se a extremidade de uma barra de ferro próxima a uma fonte de calor, ter-se-á transferência de calor através de um corpo sólido de molécula a molécula. A esse tipo de propagação dá-se o nome de
Alternativas
Respostas
561: E
562: E
563: C
564: E
565: B
566: A
567: D
568: E
569: B
570: A
571: B
572: D
573: E
574: D
575: E
576: E
577: A
578: C
579: D
580: D