Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre fenômenos de transporte: mecânica dos fluidos, transferência de calor e transferência de massa em engenharia química e química industrial

Em uma indústria, se faz necessário o transporte de um fluido entre dois tanques, que estão separados por uma altura de 10 m. Para que essa operação seja realizada, é necessária uma bomba, cuja curva característica é H = H₀ – aQ² , em que Q é vazão volumétrica de líquido em metros cúbicos por segundo; H é a carga correspondente em metros de coluna de líquido; H₀ =100m e a = 10⁵s²/m⁵. Desconsiderando os efeitos de perdas de carga na tubulação que conecta os tanques e tendo em vista que a tubulação tem diâmetro constante, a vazão volumétrica é de :

O fluxo de calor que atravessa uma parede de concreto, com dimensões de 2,0 m de altura por 2,0 m de largura, 5,0 cm de espessura, condutividade térmica 0,8 w/ m.K, com temperatura interna de 150 ºC e externa de 30 ºC, é de

Para se fazer uma estimativa do aumento da resistência térmica na tubulação em um trocador de calor, devido à formação de uma camada de espessura D, por depósitos de impurezas, supõe-se que a condutividade térmica desse depósito seja 5 vezes menor do que a do fluido que troca calor.
Se o raio do tubo é R, o valor aproximado para a razão D/R que representa o caso, quando o depósito e o fluido apresentam aproximadamente a mesma resistência térmica, é

Em uma instalação industrial, ar atmosférico à pressão normal é conduzido por um duto de paredes delgadas com seção circular de raio 2,5 cm com velocidade de 0,4 m/s. O ar é aquecido através das paredes do duto, que são mantidas a temperatura constante.
Qual o valor do coeficiente de transferência de calor na região hidrodinâmica e termicamente desenvolvida?
Dado k = 0,03 W/(m.s), ν = 20 x 10^-6 m² /s Nu_T = 3,657