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

Qual o valor do fluxo de radiação, em kW/m², emitido por um corpo a temperatura de 426,85 ^oC e cuja emissividade seja igual a 0,8, adotando-se a constante de Stefan-Boltzmann igual a 5,67 x 10^-8 W/(m².K⁴)?

Um engenheiro precisa selecionar um trocador de calor de escoamento em passe único capaz de resfriar óleo de máquina de 70 ^oC para 50 ^oC e com carga térmica de projeto igual a 150 kW. Outra exigência do projeto é que a temperatura do fluido de resfriamento (água) deve variar de 20 ^oC até 40 ^oC.
Considerando-se as possibilidades de adoção de um trocador de contracorrente, qual a área de superfície de transferência de calor desse trocador?
Dado Coeficiente de transferência de calor global médio igual a 100 W/(m².^oC).

Uma bola é inflada com 0,005 L de um gás ideal e está inicialmente na superfície de um tanque com água, conforme representado na Figura abaixo. Essa bola é capaz de se expandir ou se comprimir de acordo com as variações de pressão.

Qual o volume dessa bola, quando ela atingir a profundidade de 50 metros?
Dado A temperatura é constante e igual a 25°C. 1 atm = 10 m

Na indústria petrolífera, o estudo de reologia é fundamental para projetar tubulações de modo a proporcionar o transporte adequado de fluidos. Relacione as informações importantes com as corretas definições.

I - Número de Deborah

II - Viscoelasticidade linear

III - Fluido dilatante

IV - Fluido de Bingham

P – Apresenta uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação, necessitando de uma tensão crítica para começar a escoar.

Q – Representa uma condição característica de um fluido em escoamento, em que a sua viscosidade não varia com a taxa de deformação imposta.

R – Tem como característica o fato de que, ao se aumentar a taxa de cisalhamento de um fluido em escoamento, a sua viscosidade aumenta.

S – Representa a razão entre o tempo de relaxação característico de um material e o tempo em que esse material é deformado por uma força cisalhante aplicada sobre ele.

T – Condição em que os arranjos moleculares de um fluido não se afastam do equilíbrio, quando uma pequena deformação é aplicada a esse fluido, permitindo que haja uma relação linear entre a tensão e a deformação.

As associações corretas são:

Um tanque cilíndrico contém 2 m³ de um óleo de massa específica ρ= 800 kg/m³ , de forma que o volume de óleo dentro do tanque tenha a profundidade h = 1 m. Um outro tanque, que tem o formato de um tronco de cone com a base inferior maior que a superior, contém 1,4 m³ do mesmo óleo, com a mesma profundidade h = 1 m. Os dois tanques estão abertos e possuem bases circulares idênticas, de área igual a 2 m² , como ilustrado na Figura abaixo.

As pressões manométricas atuantes sobre as bases circulares, no interior dos tanques cilíndrico e tronco-cônico, são, respectivamente, em pascais,

Dado

Aceleração da gravidade: g=10 m/s²

Uma forma de prevenir cavitação é comparando as alturas de sucção positiva líquida disponível (NPSHA) e requerida (NPSHR). Considere o sistema com altura de sucção de 2 m e vazão volumétrica de 0,123 m³ /s numa tubulação de 0,125 m de diâmetro.

Nessas condições, o valor de NPSH disponível é

Dados

altura de sucção positiva líquida requerida: 3 m

Pressão de vapor do líquido: 4,25 kPa

Massa específica: 1000 kg/m³

Um dos parâmetros mais importantes na seleção de bombas é sua curva característica. Para cada bomba, essa curva relaciona a vazão volumétrica e a altura de carga da bomba. Essa informação serve como direção para obtenção do ponto em que a bomba deve operar para um dado sistema.

Nesse sentido, referente à curva característica de bombas centrífugas, tem-se que o(a)

A maioria dos medidores de vazão por restrição para escoamento interno é baseada na aceleração de fluidos. A ideia por trás desse tipo de medidor está em relacionar a variação de pressão a uma variação de velocidade, e consequentemente, medir vazão. Considere que um fluido circula em uma tubulação onde o manômetro disponível mede 200 mm de água quando utilizado um medidor tipo placa de orifício com diâmetro de 0,15 m e com coeficiente de vazão de 0,65.

Nessas condições, a vazão volumétrica de fluido nessa tubulação, em m³ /s, é

Dado

Massa específica do fluido = 1,21 kg/m³

Aceleração da gravidade = 10 m/s²

O fator de atrito, ƒ, é utilizado para quantificar a perda de carga em um escoamento plenamente desenvolvido. Esse fator pode ser determinado por correlações empíricas ou através do diagrama de Moody. Dependendo do tipo de regime em que o escoamento se encontra, o fator de atrito pode ser função de mais de um parâmetro adimensional.

Assim sendo, para regime

Em um tubo cilíndrico horizontal de raio R, tem-se uma perda de carga por unidade de comprimento Δ p/L, onde Δ p é a variação da pressão nas extremidades do tubo, e L é o comprimento do tubo.

Se a viscosidade do fluido em movimento é μ, em Pa.s, no regime estacionário de Poiseuille, então, a velocidade no centro do tubo é dada por

Em um tubo em U, colocam-se dois fluidos imiscíveis de densidades distintas, d₁ > d₂ , como na Figura.

Dadas as diferenças de níveis de altura h₁ e h₂ , qual a razão entre as densidades d₁ / d₂ ?

Um objeto pode receber ou emitir calor para o ambiente através da absorção ou emissão de ondas eletromagnéticas. Quando a temperatura do objeto é T₀ , ele emite calor a uma taxa P₀ .

Se a taxa de emissão de calor for 16 P₀ , a temperatura do objeto, em função de T₀ , será

Em um tubo horizontal com seção reta variável, entra um fluido com velocidade inicial V₀ . Se a razão entre a seção reta de saída e a entrada do tubo é 0,4, então, a velocidade de saída do fluído do tubo, em função da velocidade de entrada, é

A concentração de um gás no ar de uma sala cresce uniformemente a uma taxa de (1,0 g/m³ )/m ao longo de uma dada direção. Este gradiente causa um fluxo do gás que tem por módulo 1,0 x 10^-13 kg/(m² s).

O valor do coeficiente de difusão, em m2 /s, é dado por:

Um fluxo de água de 8,0 litros/s entra em uma extremidade de uma tubulação de raio R. O fluxo se divide e sai por duas extremidades de raio R/2. Na saída 1, o fluxo é de 2,0 litros/s, como ilustrado na Figura abaixo.

Nessas condições, qual é a razão entre a velocidade na saída 2 e a velocidade na saída 1, V₂ /V₁ ?

Colando duas peças de materiais condutores obtém-se um objeto como o da Figura abaixo. As faces opostas dos materiais estão a temperaturas T₁ e T₂ . 

                                    

Dado que L1 = 3 L₂ /2 e que as condutividades térmicas desses materiais obedecem a k₁ = 2 k₂ , qual a temperatura estacionária da interface entre os materiais?

Devido à tensão superficial do líquido de densidade ρ, o líquido sobe dentro dos tubos 1 e 2, como mostrado na Figura.

Se , o valor da razão R₂ /R₁ é

Óleo escoa por uma tubulação, ilustrada na figura a seguir, com vazão mássica de 42,5 ton/h. Em determinado ponto da tubulação, foi instalado um dispositivo medidor de vazão que consiste na redução de diâmetro, e um manômetro em U, contendo mercúrio, foi acoplado nas duas regiões da tubulação, sendo um dos braços do manômetro instalado na região de diâmetro normal e, o outro, na região de diâmetro reduzido. Considerando que a massa específica da água, do mercúrio e do óleo sejam iguais a 1.000 kg/m³, 13.600 kg/m³ e 850 kg/m³ ,

a vazão volumetrica, em L/min, e, aproximadamente, igual a

Considerando X e Y as razões molares de soluto no líquido de transporte e no gás de transporte, respectivamente, e sabendo tratar-se de processos de absorção/esgotamento, a análise desses gráficos permite a seguinte constatação: