Questões Militares de Engenharia Química e Química Industrial - Fenômenos de Transporte: Mecânica dos Fluidos, Transferência de Calor e Transferência de Massa

Observe a figura a seguir.

Um fluido incompressível, com densidade igual a 10Kg/m³, conforme ilustrado acima, flui de S₁ para S₂, onde a seção de S₁ mede 8m² e a seção de S₂ mede 4m². Sabendo que a diferença de pressão entre S₁ e S₂ é de 2 , 4Pa, qual é o valor da velocidade do fluido, em m/s na seção S2?

O líquido, quando escoa ao longo de dispositivos {tubulações, válvulas, conexões, órgãos de máquinas, etc.), cede energia para vencer as resistências que se oferecem ao seu escoamento, decorrentes de atrações moleculares no próprio líquido, e as próprias resistências desses dispositivos. Essa energia despendida para que o líquido possa escoar entre duas seções consideradas é denominada

Com relação às bombas industriais, analise as afirmativas abaixo e assinale a opção correta.

Com relação aos fundamentos de trocadores de calor, classificados em função da configuração do escoamento e do tipo de construção desses equipamentos, analise as afirmativas abaixo .

I - Em um trocador de calor de tubos concêntricos, a configuração paralela refere-se à situação em que os fluidos quente e frio entram pela mesma extremidade, escoam no mesmo sentido e deixam o equipamento também na mesma extremidade. Já na configuração contracorrente, os fluidos entram por extremidades opostas, escoam em sentidos opostos e também saem do equipamento em extremidades opostas.

II - Existem trocadores de calor tubulares com e sem aletas. Em um trocador com feixe tubular aletado, as aletas permitem a mistura do fluido, ou seja, o movimento do fluido ocorre na direção transversal à do escoamento principal, o que faz a temperatura variar em ambas as direções . Já em um trocador com feixe tubular não-aletado, o fluido não se movimenta na direção transversal, o que impede a mistura e a variação de temperatura com o fluido na direção principal do escoamento.

III- Em um trocador de calor de casco e tubos, geralmente, são instaladas chicanas para aumentar o coeficiente convectivo no fluido do lado do casco, o que induz turbulência e um componente de velocidade na direção do escoamento cruzado. As chicanas apoiam fisicamente os tubos , reduzindo a vibração desses tubos provocada pelo e s coamento.

Assinale a opção correta.

Sobre o bombeamento de fluidos, as alternativas abaixo estão corretas, exceto:

 Marque a alternativa correta referente ao valor de queda de pressão, em lb_f /pé² , através de um tubo liso de 100 pés, para óleo que flui a uma velocidade média de 8 pés/s. Considere: tubo com diâmetro de 3 polegadas, µ = 5cps, ρ = 60 lb/pés³ , f = 0,023.  

Sobre os termos e as definições utilizadas na transferência simultânea de calor e massa – umidificação –, assinale a alternativa incorreta.

Sabe-se que 500 kg/h de vapor aciona uma turbina. O vapor entra na turbina a 44 atm e 450°C com velocidade linear de 60 m/s e deixa a turbina em um ponto 5 m abaixo da sua entrada à pressão atmosférica e velocidade de 360 m/s. A turbina proporciona trabalho no eixo a uma taxa de 70 kW, e a perda de calor na turbina é estimada em 10⁴ kcal/h. A variação de entalpia específica associada ao processo é de

Relacione as operações de transferência de massa com suas respectivas descrições e, em seguida, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.

(1) Separação por membranas

(2) Destilação

(3) Adsorção

(4) Extração sólido-líquido

( ) a separação dos constituintes se fundamenta nas diferenças de volatilidade.

( ) a separação dos constituintes se fundamenta na dissolução seletiva da parte solúvel de um sólido em um dissolvente adequado.

( ) há transferência do constituinte de um fluido para a superfície de uma fase sólida.

( ) a separação dos constituintes se fundamenta na massa que é transferida através de uma membrana por efeito de um gradiente de concentração.

Informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma abaixo e, em seguida, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.

( ) Em fluidos não newtonianos a viscosidade não varia com a velocidade do fluido.

( ) São considerados fluidos newtonianos todos os gases e líquidos de baixo peso molecular.

( ) Os fluidos pseudoplásticos são considerados uma classe dos fluidos não newtonianos.

( ) Entre os fluidos newtonianos incluem a suspensão de sólidos e soluções líquidas de moléculas de alto peso molecular.  

Sobre os mecanismos de transferência de calor, as alternativas abaixo estão corretas, exceto:

Nas transferências de massa em estado estacionário, as colunas empacotadas são utilizadas amplamente para proporcionar contato contínuo das fases fluidas, tal como é requerido para os processos de destilação e absorção. Também é possível utilizar colunas em pratos para estes processos de separação. Dentre as afirmativas abaixo, é incorreto afirmar que

Deseja-se bombear 2500 gal/min contra uma carga de 50 pés. Que tipo de bomba deve-se usar?

Callister afirma que a maioria das situações práticas envolvendo difusão ocorre em condições de estados não-estacionários (condições transientes). Isto é, o fluxo de difusão e o gradiente de concentração em um ponto específico, no interior de um sólido variam ao longo do tempo, havendo como resultado um acúmulo ou esgotamento líquido do componente que se encontra em difusão. Sob as condições de estado não-estacionário, a equação diferencial é conhecida por

“Uma solução importante na prática é aquela para um sólido semi-infinito em que a concentração na superfície é mantida constante. Com frequência, a fonte do componente que está se difundindo é uma fase gasosa, cuja pressão parcial é mantida em um valor constante.”

(Callister, 20020)

Analise as afirmativas abaixo.

I. Antes da difusão, todos os átomos do soluto em difusão que estejam presentes no sólido estão ali distribuídos uniformemente, mantendo uma concentração C₀.

II. O valor de x na superfície é zero e aumenta com a distância para dentro do sólido.

III. O tempo zero é tomado como sendo o instante imediatamente anterior ao início do processo de difusão.

Estão corretas as afirmativas

Reologia, o estudo do fluxo, refere-se às características reológicas de materiais sólidos, líquidos e semi-sólidos. Os materiais são divididos em duas categorias, newtonianos e não-newtonianos, dependendo de suas propriedades de fluxo. Seguindo esse contexto, assinale a alternativa correta:

Considere um tubo de Pitot utilizado para medir a velocidade de escoamento de ar em um duto. Assinale a opção que apresenta o valor da velocidade do ar no duto, em m/s, para a densidade do fluido constante e vazão em regime permanente. 

Dados:

pressão de estagnação: 50mmHg;

pressão estática: 30mmHg;

pressão dinâmica: 20mmHg;

diâmetro do duto: 10";

massa especifica do ar: 1,83kg/m³;

massa especifica do mercúrio: 13,6kg/dm³;

aceleração da gravidade:10m/s²;

π = 3,14. 

Considere a figura a seguir.

Para o escoamento de ar sobre o objeto carenado apresentado acima, assinale a opção que identifica corretamente os pontos A, B e C, respectivamente.

Um reservatório de 4 metros de altura, com a sua extremidade superior aberta, encontra-se cheio com um fluido incompressível de densidade ρ = 2 Kg/m³. Se o reservatório possui em sua base um pequeno orifício circular, então a velocidade de escape na região cilíndrica do jato de saída é 

Considere a aceleração da gravidade g=10m/s².

A troca do gás oxigênio entre o ar atmosférico, presente nos alvéolos pulmonares, e os capilares sanguíneos pode ser expressa pela fórmula: 



Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica, e o ar atmosférico torna-se mais rarefeito. Ao escalar uma montanha, o alpinista percebe que sua respiração vai ficando mais difícil. Essa dificuldade é ocasionada porque um dos fatores, expresso na fórmula, está alterado. Qual é esse fator?