Questões de Concurso Público Petrobras 2014 para Engenheiro(a) de Processamento Júnior

Um sensor-transmissor eletrônico de composição é empregado na medição da concentração de um contaminante de um dado efluente. A função de transferência entre a concentração medida C' _m(s) e a concentração do contaminante C'(s), ambas em variáveis-desvio, é dada por

                                                    

onde K_t = 1 mA/ppm, θ = 4 min e τ =1 min. Na condição estacionária inicial, a concentração C_e é 10 ppm, e o valor medido correspondente é C_m.e = 12 mA. Admitindo que, no tempo t = 0, C(t) tenha sofrido um degrau unitário, o intervalo de tempo, em minutos, que levará para a leitura do sensor-transmissor C_m(t) alcançar o valor de 12,63 mA será de aproximadamente

Cada um dos sistemas lineares abaixo estava inicialmente em estado estacionário, y’(t) = 0, em variáveis-desvio, quando, no tempo t = 0, foi submetido a um degrau unitário. 
                                     


Dentre esses sistemas, aquele que apresenta um comportamento transiente do tipo “resposta inversa” é o

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

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

                                    

O gráfico acima apresenta o comportamento de duas correntes de n-butano ao longo do volume de um reator PFR, operando em fase líquida nas mesmas condições de alimentação, porém com temperaturas de operação do reator distintas. O reator processa a reação de isomerização do n-butano para formação do i-butano, de acordo com a reação

n-butano → i-butano r = k . C _n-but

e onde r é a taxa de reação, C _n-but é a concentração de n-butano, e k é constante da reação. A constante de reação segue a lei de Arrhenius, na forma

                                              

onde A é o fator pré-exponencial, E é a energia de ativação, R é a constante universal dos gases, e T é a temperatura. O valor de de E/R , em K, é dado por onde β é tal que

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

                                        

Considere uma reação que se processa em fase líquida em dada temperatura. Acima está representado o inverso da taxa de reação do reagente A em função de sua conversão. Se 30 mol/s do reagente A são alimentados a uma concentração de 3 mol/L, em um CSTR, desejando-se atingir uma concentração de 0,9 mol/L de reagente na saída, o volume do reator, em litros, será aproximadamente de

O modo derivativo ideal de controladores com retroalimentação negativa

Um tanque cilíndrico tem uma corrente de entrada e uma corrente de saída de líquido com massa específica constante ρ. A vazão volumétrica de saída é dada por F_o = h/R onde h é o nível de líquido no tanque, e R é o parâmetro da resistência da válvula na corrente de saída.
Um diagrama de Bode foi construído para esse processo, admitindo-se variações senoidais na vazão de entrada e acompanhando-se a resposta do nível para diferentes frequências. Desse diagrama, obteve-se que a razão de amplitudes (RA) vai para 10 quando a frequência vai para zero, e que, no ângulo de fases igual a -π/4 rad, a frequência vale 10^-2 rad/s.

De acordo com essas informações, a área, em m² , da seção transversal do tanque é