Questões de Concurso Para dcta

Considere o escoamento do tipo camada-limite bidimensional sobre placa plana semi-infinita. A espessura da camada é dada por 5 (ν.x / U∞)^1/2 onde ν é a viscosidade cinemática; x, a distância do bordo de ataque da placa e U∞, a velocidade do escoamento fora da camada-limite. A um metro do bordo de ataque da placa, para Reynolds igual a 10⁵, a espessura da camada-limite é da ordem de:

O sistema de equações que descreve o movimento de um fluido compressível, tal como é utilizado na dinâmica dos gases térmica e caloricamente perfeitos, é deduzido com base em três leis da física clássica, a saber:

A equação de Navier-Stokes, tal como ela é utilizada em aerodinâmica compressível subsônica, admite que a atmosfera está em repouso e a aceleração da gravidade tem efeito desprezível. Adimensionalizando-se esta equação tendo como referência as propriedades do escoamento não perturbado (velocidade, pressão, massa específica, viscosidade dinâmica), além de uma grandeza geométrica e de um tempo característico, o conjunto de parâmetros de similitude encontrado seria:

Em variáveis de Euler, em um sistema cartesiano, o campo de velocidades de um escoamento é representado por v(x,y,z,t) = 2x i – y j +(3t–z) k . A aceleração de uma partícula de fluido que no instante t = 0 se encontra na origem do sistema de coordenadas é:

O escoamento bidimensional de um fluido é definido, em coordenadas lagrangianas, por x(x₀, y₀, t) = x₀ e^kt e y(x₀, y₀, t) = y₀ e^–kt onde k é uma constante. As componentes da velocidade são:

Um tubo, cujo diâmetro externo mede 50 mm, é mantido a 200 ºC. Recobrindo o tubo, existe um revestimento cuja espessura vale 75 mm. A temperatura do exterior do revestimento é igual a 20 ºC, sendo esta a mesma do ar circundante. A potência térmica transferida para um trecho de um metro de tubo é:

Um parafuso de movimento cujo diâmetro nominal é igual a 60 mm, com rosca quadrada de três entradas e passo igual a 4, é usado para elevar uma carga de 2 000 N. O parafuso é acionado por um motor elétrico de indução trifásico, alimentado pela rede elétrica convencional cuja frequência é igual a 60 Hz. Houve uma falha por fadiga desse parafuso e ele será substituído por outro feito em material mais resistente, com mesmo diâmetro, mas com rosca de duas entradas e passo igual a 5. O motor passará a ser acionado por um inversor de frequência. A frequência que deverá ser ajustada nesse equipamento para que a velocidade de levantamento da carga seja igual a do parafuso inicial é:

Uma placa de aço faz parte de uma máquina que é operada sob temperatura inferior a da transição dúctil-frágil do material da placa. A placa possui 30 mm de espessura e 12 metros de largura. No centro da placa, há uma trinca com 320/π mm de comprimento na direção transversal da placa. Sabe-se que o valor nominal da tensão normal, na direção longitudinal, de projeto da placa é igual a 60 MPa. Sabendo-se que a tenacidade à fratura vale 28 MPa.m^1/2, o fator de segurança para o componente é:

Para um determinado componente estrutural, o resultado de um teste de fadiga mostra que, para uma tensão de 250 MPa (Tensão normal alternada), a vida do componente é de 10⁶ ciclos. Para valores de tensão menores do que este, não se detectou falha por fadiga. Um componente idêntico ao testado foi usado por 25 000 ciclos, sob tensão normal de intensidade igual a 400 MPa (tensão normal alternada). Nessa condição, o ensaio de fadiga indica que a vida seria de 10⁵ ciclos. Se, após o carregamento de 400 MPa, for submetido à tensão de 250 MPa, o componente resistirá a:

Um cubo é montado num eixo com o ajuste H7j6. Sabe-se que a medida nominal das peças é igual a 27 mm.

O termo manutenção preditiva refere-se a

Ar a 300 ºC e sob pressão igual a 0,70 MPa é expandido isoentropicamente a partir de um tanque até que sua velocidade seja igual a 300 m/s. A temperatura e o número de Mach para a condição de alta velocidade são, correta e respectivamente,

Dados: Cp = 1 005 J/kg ºK

γ = 1,4 R = 287 J/kg ºK

Um óleo com viscosidade dinâmica igual a 0,4 Ns/m² e densidade igual a 900 kg/m³ escoa num duto de seção circular de diâmetro igual a 50 mm. A vazão num trecho retilíneo e horizontal de tubulação, com 10 m de comprimento, sabendo-se que a diferença de pressão neste trecho é igual a 40 kPa, é:

Uma flange de fechamento de janela de inspeção de um vaso, cuja pressão interna varia de 0,1 a 0,6 MPa, é mantida fechada e vedada por meio de uma junção por parafusos. A área sujeita à pressão é de 10 000 mm² e quatro parafusos idênticos e igualmente espaçados são usados para manter a tampa fechada e vedada. Os parafusos são apertados de modo que a pré-carga em cada um deles seja igual a 1 500 N. Assinale a alternativa que responde, correta e respectivamente, aos seguintes questionamentos: Essa pré-carga é suficiente para manter a tampa vedada quando a pressão máxima atuar no interior do vaso? Quanto varia a carga axial nos parafusos, F_p, em razão da variação da pressão no vaso?

Uma pequena aeronave pesa 7 200 N e a superfície alar é de 10 m². Se a velocidade de cruzeiro for igual a 60 m/s, o valor do coeficiente de sustentação será:

Numa operação de desbaste em torneamento cilíndrico, a velocidade de corte é igual a 20 m/min. O diâmetro da peça usinada é igual a 30 mm. Dentre as velocidades disponíveis para rotação da placa do torno, a que deverá ser usada é:

Uma aeronave não tripulada é propelida por hélice que é acionada por um motor de combustão interna. A inércia da hélice e das partes girantes do motor vale 8 kgm² e a rotação do conjunto é igual a 1 200 rpm. O valor do momento giroscópico desse conjunto sobre o restante da aeronave, quando esta executa uma curva de raio igual a 25 m e velocidade tangencial igual a 40 m/s, é:

Uma bomba centrífuga é montada acima de um reservatório de água que é aberto à atmosfera. A vazão na bomba é igual a 0,02 m³/s. Nessa condição, o fabricante especifica que o NPSH deve ser igual a 5,0 m. A temperatura da água é igual a 300 K e a pressão atmosférica local igual a 1,01 bar. Assinale a alternativa que indica qual é a máxima altura, medida a partir da superfície livre do reservatório, em que pode ser instalada a bomba para que não ocorra cavitação. Sabe-se que a perda de carga total até a entrada da bomba é igual a 3,0 m e que o diâmetro da tubulação é igual a 100 mm.

O rotor de uma bomba centrífuga gira a 1 200 rpm (127 rad/s) e a vazão de água por esse rotor é igual a 0,09 m³/s. As dimensões do rotor são 50 mm para o raio interno, 200 mm para o raio externo, e a altura das pás é tal que a área de passagem do fluído é igual a 0,06 m². O ângulo de saída do rotor é tal que sua tangente vale 0,75. O escoamento de entrada no rotor é puramente axial. Considerando esses dados, o valor da velocidade tangencial do fluído na saída do rotor é:

Um tubo de aço inoxidável AISI 304 com 20 mm de diâmetro interno e espessura de parede igual a 10 mm é recoberto com um isolante térmico. A espessura do isolante é igual a 10 mm. A temperatura interna do tubo, sabendo-se que no exterior do isolamento é igual a 100 ºC e que o fluxo de calor em regime permanente pela parede do tubo vale 700 W/m, é: