Questões de Concurso Público Transpetro 2011 para Engenheiro Júnior - Processamento

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Q180257 Engenharia Química e Química Industrial
Um reator exibe comportamento dinâmico de segunda ordem subamortecido, com ganho estático igual a 2 (adimensional). Quando submetido em t = 0 a um degrau de magnitude 0,5 °C em sua temperatura de entrada, esse reator exibe uma resposta com sobrepasso (ou overshoot) de 0,6.

O desvio máximo atingido nessa resposta, em relação ao estado estacionário inicial, será de
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Q180258 Engenharia Química e Química Industrial
Dois sistemas apresentam as seguintes funções de transferência Imagem 001.jpg, com constantes de tempo e tempo morto em segundos. Comparando, na frequência ? = 0,1 rad/s, os valores de razão de amplitudes (RA1 e RA2, , para os sistemas 1 e 2, respectivamente) e os valores absolutos dos ângulos de fase (|Φ1| e |Φ2|, para os sistemas 1 e 2, respectivamente) dos respectivos Diagramas de Bode, resulta:

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Q180259 Engenharia Química e Química Industrial
É conhecida a seguinte função de transferência em malha aberta (MA): Imagem 009.jpg , tal que Gc  denota a função de transferência do controlador, Gf, da válvula, Gp, do processo e Gm, do elemento de medida. O maior valor de ganho do controlador (Kc) para o qual o sistema não oscila em malha fechada, quando perturbado por degrau no set point, é
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Q180260 Engenharia Química e Química Industrial
Sendo Gc a função de transferência do controlador, Gf, da válvula, Gp, do processo, e Gm, do elemento de medida, considere que um dado sistema apresenta função de transferência em malha abertaImagem 014.jpg . Admita que KcK > 0 e den(s) é um polinômio em s de grau 3, com três raízes reais, distintas e negativas. Para esse sistema em malha aberta, há um único valor de frequência crítica ωc (para a qual o ângulo de fase vale -π rad). Sabe-se também que a razão de amplitudes de GMA na frequência ωc vale 0,5.

Em consequência, em malha fechada, o sistema será
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Q180261 Engenharia Química e Química Industrial
De modo a evitar que a baixa temperatura das águas ultraprofundas do mar provoque uma redução drástica na vazão de escoamento do óleo que é transportado até a plataforma de exploração de petróleo, devido a um aumento de sua viscosidade, propõe-se usar um sistema de isolamento térmico das paredes do tubo. O material do tubo é aço-carbono (condutividade térmica (k) igual a 60 W. m-1. K-1 ) e as camadas isolantes são formadas por magnésia 85% (espessura = 2,7 cm e k = 0,08 W. m-1. K-1 ) e por sílica diatomácea (espessura = 3 cm e k = 0,2 W. m-1. K-1 ). A espessura do tubo é 2,4 cm e seu diâmetro interno é 2 metros. Pelo fato de o diâmetro do tubo ser bem maior do que a sua espessura, pode-se admitir curvatura nula da parede do tubo e pensar o cilindro composto como uma parede composta de área igual a 1 m2 .

Considere que a temperatura da superfície interna do tubo seja 65 °C, e que o tubo esteja exposto a uma água a 5 °C, com coeficiente de filme igual a 100 W. m-2. K-1 . Logo, a taxa de calor transferida, em watts, é, aproximadamente,
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Q180262 Engenharia Química e Química Industrial
Cavitação é um fenômeno que pode ser observado em sistemas hidráulicos.

Com respeito à cavitação, analise as afirmativas a seguir.

I - Se a pressão em qualquer ponto de um sistema de bombeamento de um líquido cair abaixo de sua pressão de vapor, na temperatura de bombeamento, parte desse líquido se vaporizará, formando bolhas no seio do líquido. Essas bolhas, ao atingirem regiões de maior pressão, sofrerão um colapso repentino, retornando à fase líquida. Esse colapso repentino provoca o aparecimento de ondas de choque, gerando o fenômeno conhecido como cavitação.

II - A probabilidade de ocorrer cavitação é maior nos locais onde há um aumento de velocidade do líquido, uma vez que isso acarreta uma diminuição da pressão local.

III - NPSH (Net Positive Suction Head) requerido é a quantidade mínima de energia que deve existir no  flange de sucção da bomba, acima da pressão de vapor do líquido, para que não ocorra cavitação.

Está correto o que se afirma em
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Q180263 Engenharia Química e Química Industrial
Com respeito ao escoamento de um fluido, analise as afirmativas a seguir.

I - No regime laminar, o fator de atrito é diretamente proporcional ao número de Reynolds.

II - No regime turbulento, o fator de atrito é função do número de Reynolds e da rugosidade relativa da tubulação.

III - A perda de carga é diretamente proporcional ao comprimento equivalente da tubulação.

IV - Mantida a vazão constante, a perda de carga é inversamente proporcional ao diâmetro da tubulação elevado ao quadrado.

É correto APENAS o que se afirma em
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Q180264 Engenharia Química e Química Industrial
Analise as afirmativas a seguir que tratam das características dos regimes de escoamento de um fluido.

I - No regime plenamente turbulento, os turbilhões formados no escoamento são os responsáveis pela transferência convectiva de quantidade de movimento.

II - As flutuações da velocidade de um fluido que escoa, no regime laminar e permanente, em tubos, são máximas no eixo central da tubulação.

III - No regime laminar, o perfil de velocidades de um líquido escoando em uma tubulação de seção reta circular é um paraboloide de revolução.

IV - No regime laminar, a transferência de quantidade de movimento ocorre exclusivamente de forma convectiva.

É correto APENAS o que se afirma em
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Q180265 Engenharia Química e Química Industrial
Para que as previsões da equação de Bernoulli sejam corretas, é necessário que o fluido em escoamento tenha
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Q180266 Engenharia Química e Química Industrial
Água está sendo bombeada através de uma tubulação.
A curva característica da bomba e a curva do sistema são representadas pelas equações H = - Q2 + 2Q + 8 e WB = Q2 + 2Q, respectivamente, onde H é a carga, em metros, fornecida ao líquido pela bomba, WB é a carga, em metros, requerida pelo sistema, e Q é a vazão de operação, em m/s.

A vazão de operação, em m3 /s, é
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Q180267 Engenharia Química e Química Industrial
Um líquido foi ensaiado em reômetro de cilindros concêntricos, tendo-se constatado que sua viscosidade aparente diminuía quando a taxa de cisalhamento aumentava, sem apresentar efeitos de histerese.

Tal material se enquadra na categoria dos fluidos
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Q180268 Engenharia Mecânica
Um trocador de calor casco e tubo deve ser construído para aquecer a água que irá alimentar uma caldeira. O líquido frio é água proveniente da central de utilidades da indústria. O trocador de calor opera em contracorrente e contém tubos de aço-carbono, com diâmetros interno e externo iguais a 2,0 cm e 2,5 cm, respectivamente. A água fria escoa pelo interior dos tubos a uma velocidade de 0,5 m/s, entrando a 30 °C e saindo a 50 °C, enquanto a água quente entra a 80 °C. As taxas mássicas da água fria e da água quente que alimentam o trocador de calor são 15 kg. s-1 e 30 kg. s-1 , respectivamente. O coeficiente global de transferência de calor, baseado na área externa, é 250 W. m-2. K-1 .
Considere a massa específica e o calor específico da água iguais a 1.000 kg. m-3 e 4.200 J. kg-1. K-1 , respectivamente, independentemente da temperatura. Aproxime o valor π para 3 e considere o fator de correção da MLDT como igual a 1,0.

Dados: 1/ln(0,95) = −19,5; 1/ln(0,85) = −6,2;
1/ln(0,75) = −3,5; 1/ln(0,65) = −2,3.

Se o comprimento máximo do tubo for 2,4 metros, qual é o número de passagens por tubo?
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Q180269 Engenharia Mecânica
Uma bomba centrífuga está sendo empregada para transferir líquido do tanque TQ1 para o tanque TQ2.
Analise as afirmativas abaixo relativas a um aumento na vazão de operação.
I - Aumentando-se a pressão no tanque TQ2, a vazão de operação também aumenta.
II - Fechando-se parcialmente uma válvula instalada na linha, a vazão de operação aumenta.
III - Aumentando-se a rotação de operação do impelidor da bomba, a vazão de operação também aumenta.
IV - Aumentando-se o nível de líquido no tanque TQ1, a vazão de operação aumenta.

É correto APENAS o que se afirma em
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Q180270 Engenharia Mecânica
As indústrias, em geral, trabalham constantemente com fluidos escoando pelo interior de tubos. Imagine que água deva ser transportada através de um tubo cilíndrico, cujas superfícies são mantidas a uma temperatura constante igual a 80 °C. A água entra no tubo a 40 °C e sai a 60 °C, escoando com uma taxa mássica de 0,03 kg. s-1 . A média logarítmica de diferença de temperatura é aproximadamente 30 °C. O tubo tem diâmetros interno e externo, respectivamente, iguais a 10 cm e 12 cm, e um comprimento de 10 m. Sabe-se que, se o regime de escoamento da água for laminar, o número de Nusselt será igual a 3,66 (temperatura constante na parede) e, se for turbulento, Nusselt será calculado por Nu = 0,02(Re/200)(Pr/2).
De acordo com as informações fornecidas, a taxa de calor trocado entre a água e a parede do tubo é, em watts, igual a

Dados: massa específi ca da água = 1000 kg. m −3
condutividade térmica da água = 0,6 W. m−1. K −1
viscosidade cinemática da água = 5 x 10−7 m2. s −1
condutividade térmica do tubo = 60 W. m−1. K −1 prandtl = 3 π = 3
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Q180271 Engenharia Química e Química Industrial
Existem várias configurações para os permutadores de calor.

Com respeito a essas configurações, analise as afirmativas a seguir.

I - A configuração de correntes paralelas em que os dois fluidos escoam no mesmo sentido oferece uma inconsistência termodinâmica, pelo fato de a temperatura de saída do fluido quente poder ser menor do que a temperatura de saída do fluido frio.

II - A configuração de correntes paralelas em que os dois  fluidos escoam em sentidos opostos permite que o fluido quente saia do trocador com uma temperatura menor do que a temperatura de saída do fluido frio.

III - Considerando-se um mesmo coeficiente global de transferência de calor e uma mesma capacidade térmica, o número de unidades de transferência de um trocador de calor independe da configuração das correntes, uma vez que a área de troca térmica é independente dessa configuração.

Está correto APENAS o que se afirma em
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Q180272 Engenharia Química e Química Industrial
A energia sob a forma de calor pode ser transferida pelos mecanismos de condução, de convecção e de radiação.

Sobre essas formas de transferência de energia, analise as afirmativas a seguir.

I - A condução é um mecanismo de transferência de calor que ocorre em escala macroscópica, devido ao movimento global de um fluido.

II - A convecção é o mecanismo de transferência de calor existente entre uma superfície sólida e um fluido que precisa estar em movimento.

III - A radiação térmica é o mecanismo de transferência de calor que está relacionado à radiação eletromagnética e que é propagada como resultado de uma diferença de temperatura.

IV - A troca de calor radiante entre duas superfícies é proporcional à diferença de temperatura elevada à quarta potência, ou seja, calor1-2 ~ (T1 - T2)4.

V - Chamando de T a taxa de transferência de calor por convecção, de A a área de troca térmica e de D o módulo da diferença de temperatura entre uma superfície sólida e um fluido, o coeficiente de transferência de calor fica definido como a razão Imagem 024.jpg.

Está correto APENAS o que se afirma em
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Q180273 Engenharia Química e Química Industrial
Os tanques T1 e T2 estão assentados no mesmo plano horizontal e armazenam um mesmo líquido de massa específica ρ num local onde a aceleração da gravidade é g. Um manômetro de tubo em U tem seu ramo esquerdo conectado à base do tanque T1, onde a pressão é p1, e seu ramo direito conectado à base do tanque T2, onde a pressão é p2. O líquido manométrico usado tem massa específica ρm. 

Se o nível do líquido manométrico no ramo direito está a uma altura H acima do nível do líquido manométrico no ramo esquerdo, o valor de p1 - p2 é 
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Q180274 Engenharia Mecânica
A equação de Bernoulli é usada para calcular a queda de pressão de um fluido incompressível que escoa em regime permanente em uma tubulação horizontal de diâmetro uniforme.
Se representarmos por Δp5 e Δp10  as quedas de pressão previstas para, respectivamente, 5 m e 10 m de tubulação, então, Δp5 será igual a
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Q180275 Engenharia Química e Química Industrial
Considere o grupo adimensional P x H/(V x S) relacionado ao escoamento de fluidos, onde P é queda de pressão, H é uma distância característica no problema sob análise, e V é viscosidade absoluta.
Representando comprimento por L, massa por M, e tempo por T, as dimensões físicas de S são
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Q180276 Engenharia de Automação
Um processo submetido a controle proporcional apresenta offset para degraus no set point e na carga. Sabendo-se que a variável controlada não apresenta ruído de medida, adiciona-se a esse controlador o modo derivativo.

Em consequência da adição da ação derivativa, o offset
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Respostas
21: D
22: B
23: B
24: C
25: B
26: E
27: C
28: A
29: A
30: D
31: C
32: D
33: D
34: A
35: B
36: B
37: E
38: D
39: A
40: A