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

A tabela a seguir apresenta alguns tipos de medidores de velocidade e valores de coeficientes de descarga (CD) quando aplicados.

Para medir diretamente a velocidade média de escoamento em uma tubulação com a menor queda de pressão, deve-se utilizar, dentre os medidores de velocidade apresentados na tabela,

A Reologia dos fluidos é um ramo da ciência que estuda a deformação dos fluidos sob a ação de tensões de cisalhamento. A água é classificada, de acordo com a reologia, como um fluido newtoniano, porque sua viscosidade

Considere a figura a seguir:

A vazão mássica “C” é igual a nove vezes a vazão mássica “A”, enquanto a vazão mássica “B” é igual ao triplo da vazão mássica “D”. Qual é, então, o valor de “A+B+C+D”?

Os hidrociclones são equipamentos de separação sólido-líquido largamente utilizados no tratamento de efluentes para a remoção de detritos de lodos. A eficiência de separação dos hidrociclones é aumentada quando

Considere os fluidos I e II dispostos na figura a seguir.

A massa específica do fluido II é de 1000 kg/m³ e as dimensões h_I e h_II são respectivamente 40 cm e 25 cm. O manômetro está indicando 0 Pa, enquanto a superfície do fluido II se encontra aberta para a atmosfera. Qual é o valor da massa específica do fluido I?

Considere um fluido newtoniano e incompressível escoando no interior de uma tubulação de diâmetro D, com fator de atrito f e comprimento L, a uma velocidade V com perda de carga total h_T1. Se a velocidade for dobrada, mantidos D, f e L constantes, a nova perda de carga será de:

No gráfico, o valor δ₁ representa a espessura crítica de isolamento em que a resistência térmica total e a transferência total de calor são, respectivamente:

As curvas I, II e III do gráfico representam, respectivamente, as resistências térmicas à transferência de calor por

Considere o que se afirma sobre adsorventes e processos de adsorção.

I. A adsorção envolve a transferência de um constituinte de um fluido para a superfície de uma fase sólida. Para completar a separação, normalmente o constituinte adsorvido pode ser removido do sólido. A fase fluida pode ser um gás ou um líquido.

II. A adsorção pode ocorrer por meio de mecanismos físicos e químicos.

III. Zeólitas utilizadas como peneiras moleculares são aluminossilicatos cristalinos que possuem poros uniformes. Entre outras aplicações, as zeólitas são utilizadas para secagem e separação de hidrocarbonetos.

IV. Os dados de uma adsorção física podem ser expressos, muitas vezes, por meio de isotermas de adsorção, como as de Freundlich e Langmuir.

V. Quase todos os sistemas de adsorção mostram que, com o aumento da temperatura, a quantidade adsorvida pelo adsorvente aumenta fortemente.

Assinale a alternativa em que todas a(s) afirmativa(s) está(ão) INCORRETA(S):

Avalie as afirmativas abaixo e assinale a alternativa em que todas as afirmativas estão relacionadas com processos de destilação:

I. Numa solução ideal a volatilidade pode ser relacionada diretamente à pressão de vapor dos componentes puros.

II. Uma vantagem deste processo é que não se faz necessário adicionar nenhuma substância para efetivar a separação.

III. Envolve a transferência de um componente solúvel de uma fase gasosa para um líquido relativamente não volátil.

IV. As fases líquida e gasosa não contêm os mesmos componentes.

V. Os efeitos térmicos são decorrentes aos calores de vaporização e de condensação.

VI. O líquido está abaixo do seu ponto de bolha e a fase gasosa está acima do seu ponto de orvalho.

Em relação aos grupos adimensionais, assinale a sequência que ilustra o preenchimento CORRETO dos parênteses, de cima para baixo:

1. Razão entre as difusividades térmica e mássica.

2. Razão entre transferência de calor por convecção e somente por condução.

3. Gradiente de concentração adimensional na superfície e fornece uma medida da transferência de massa convectiva que ocorre na superfície.

4. Razão entre as difusividades de momento e mássica.

5. Razão entre as difusividades de momento e térmica.

( ) Número de Prandtl.

( ) Número de Sherwood.

( ) Número de Lewis.

( ) Número de Schmidt.

( ) Número de Nusselt.

Da mesma forma que a ____________ serve para definir a condutividade térmica, a __________ define outra propriedade de transporte importante, a difusividade mássica. Na transferência de massa, difusividades mássicas podem ter grandes variações, com as __________ difusividades associadas à difusão em gases e as _____________ difusividades associadas à difusão em sólidos. O fluxo mássico difusivo da espécie “A” representa ______________.

Assinale a alternativa cujas opções completam CORRETAMENTE as sentenças acima, na ordem em que aparecem no texto.

De acordo com os números de passes no casco e nos tubos, os trocadores de calor do tipo casco e tubos podem ser diferentes. Sua forma mais simples envolve _______________. Usualmente, são instaladas _______________ para aumentar o coeficiente convectivo no fluido no lado do casco, induzindo ________________. Trocadores de calor compactos possuem densas _______________ e são normalmente utilizados quando pelo menos um dos fluidos é um gás, tendo como característica um ______________ coeficiente de transferência de calor.

Assinale a alternativa cujas opções completam corretamente as sentenças acima, na ordem em que aparecem no texto.

Considere o que se afirma sobre radiação térmica.

I. É a energia emitida pela matéria que está a uma temperatura não nula. A emissão pode ocorrer a partir de gases, líquidos e superfícies sólidas. A radiação também pode incidir sobre uma superfície a partir de suas vizinhanças.

II. A emissão pode ser atribuída a alterações nas configurações eletrônicas dos átomos ou moléculas que constituem a matéria.

III. A transferência por radiação ocorre mais dificilmente no vácuo.

IV. O fluxo térmico emitido por uma superfície real é maior do que aquele emitido por um corpo negro à mesma temperatura.

V. A emissividade é uma propriedade que depende do material da superfície, mas independe de seu acabamento.

Assinale a alternativa em que todas a(s) afirmativa(s) está(ão) CORRETA(S):

Analise as afirmativas sobre transferência de calor por convecção, identificando com “V” as VERDADEIRAS e com “F” as FALSAS, assinalando a seguir a alternativa CORRETA, na sequência de cima para baixo:

( ) A transferência de calor por convecção é mantida pelo movimento molecular aleatório e pelo movimento global do fluido no interior da camada limite.

( ) Na interface entre a superfície aquecida e o fluido, a velocidade do fluido é nula e o calor é transferido somente por convecção.

( ) No caso da convecção livre, o escoamento do fluido é induzido por forças de empuxo causadas por variações de temperatura no fluido.

( ) A equação para a taxa de transferência de calor por convecção é conhecida como a lei de Fourier.

Considere o que se afirma sobre camadas-limite de velocidade laminar e turbulenta.

I. Como efeito das interações que levam ao escoamento caótico, flutuações de velocidade e de pressão podem ocorrer em qualquer ponto no interior da camada-limite turbulenta.

II. Três regiões diferentes podem ser encontradas na camada-limite turbulenta como uma função da distância da superfície: uma subcamada viscosa na qual o perfil de velocidades é aproximadamente linear e o transporte é dominado pela difusão, uma camada de amortecimento adjacente e uma zona turbulenta na qual o transporte é dominado pela mistura turbulenta.

III. A transição do escoamento laminar para o turbulento pode ser resultado de pequenos distúrbios que podem se originar em flutuações na corrente livre ou podem ser causados pela rugosidade superficial ou minúsculas vibrações na superfície.

IV. Se o número de Reynolds for grande, as forças de inércia serão insignificantes em relação às forças viscosas.

Assinale a alternativa em que todas as afirmativas estão CORRETAS:

Sobre o coeficiente de atrito, é INCORRETO afirmar que:

Sobre a camada limite, analise as afirmativas, identificando com “V” as VERDADEIRAS e com “F” as FALSAS, assinalando a seguir a alternativa CORRETA na sequência de cima para baixo.

( ) A camada limite é a região adjacente a uma superfície sólida na qual tensões viscosas estão presentes, em contraposição à corrente livre onde as tensões viscosas são desprezíveis.

( ) As tensões viscosas presentes na camada limite são decorrentes do cisalhamento das camadas do fluido.

( ) Gradientes de velocidade na camada limite originam tensões viscosas nesta região.

( ) Na camada limite laminar existem gradientes de velocidade, os quais não estão presentes na camada turbulenta.

( ) A espessura da camada limite pode ser definida como sendo a distância da superfície na qual a velocidade situa-se dentro de 1% da velocidade da corrente livre.

A lei da conservação da massa da espécie “A”, em um sistema binário, é escrita para o volume em uma casca fina de sólido ou fluido de acordo com a Equação 2:

{taxa de massa de A que entra} − {taxa de massa de A que sai} + {taxa de massa de A produzida pela reação homogênea} = 0

Equação 2

Sobre esta relação estão sendo feitas as seguintes considerações:

I. A espécie química “A” pode entrar ou sair do sistema por difusão, pelo movimento molecular.

II. A espécie química “A” pode entrar e sair do sistema por convecção, em decorrência do movimento global do fluido.

III. A espécie química “A” pode estar sendo consumida ou produzida por reações químicas homogêneas.

Assinale a alternativa em que toda(s) a(s) afirmativa(s) está(ão) CORRETA(S):

Analise as afirmativas, identificando com “V” as VERDADEIRAS e com “F” as FALSAS, assinalando a seguir a alternativa CORRETA, na sequência de cima para baixo:

( ) A teoria da camada limite é usada para descrever o comportamento do fluido em uma região muito fina próximo a superfícies sólidas.

( ) Para o escoamento permanente bidimensional de um fluido com densidade e viscosidade constantes em torno de um objeto submerso, podemos afirmar que as principais variações de velocidade ocorrem em uma região muito fina, na qual os efeitos da curvatura são de extrema importância.

) A camada limite muito fina é uma condição encontrada no escoamento bidimensional de fluidos em torno de um objeto submerso, a altos números de Reynolds.

( ) Uma fina camada limite próxima da parede de escoamento do fluido pode ser usada para a descrição de um escoamento viscoso, onde se obtém uma solução aproximada para as componentes da velocidade, levando-se em conta a viscosidade do fluido.