Questões de Concurso Sobre fenômenos de transporte: mecânica dos fluidos, transferência de calor e transferência de massa em engenharia química e química industrial

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Q180275 Engenharia Química e Química Industrial
Considere o grupo adimensional P x H/(V x S) relacionado ao escoamento de fluidos, onde P é queda de pressão, H é uma distância característica no problema sob análise, e V é viscosidade absoluta.
Representando comprimento por L, massa por M, e tempo por T, as dimensões físicas de S são
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Q180272 Engenharia Química e Química Industrial
A energia sob a forma de calor pode ser transferida pelos mecanismos de condução, de convecção e de radiação.

Sobre essas formas de transferência de energia, analise as afirmativas a seguir.

I - A condução é um mecanismo de transferência de calor que ocorre em escala macroscópica, devido ao movimento global de um fluido.

II - A convecção é o mecanismo de transferência de calor existente entre uma superfície sólida e um fluido que precisa estar em movimento.

III - A radiação térmica é o mecanismo de transferência de calor que está relacionado à radiação eletromagnética e que é propagada como resultado de uma diferença de temperatura.

IV - A troca de calor radiante entre duas superfícies é proporcional à diferença de temperatura elevada à quarta potência, ou seja, calor1-2 ~ (T1 - T2)4.

V - Chamando de T a taxa de transferência de calor por convecção, de A a área de troca térmica e de D o módulo da diferença de temperatura entre uma superfície sólida e um fluido, o coeficiente de transferência de calor fica definido como a razão Imagem 024.jpg.

Está correto APENAS o que se afirma em
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Q180267 Engenharia Química e Química Industrial
Um líquido foi ensaiado em reômetro de cilindros concêntricos, tendo-se constatado que sua viscosidade aparente diminuía quando a taxa de cisalhamento aumentava, sem apresentar efeitos de histerese.

Tal material se enquadra na categoria dos fluidos
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Q180266 Engenharia Química e Química Industrial
Água está sendo bombeada através de uma tubulação.
A curva característica da bomba e a curva do sistema são representadas pelas equações H = - Q2 + 2Q + 8 e WB = Q2 + 2Q, respectivamente, onde H é a carga, em metros, fornecida ao líquido pela bomba, WB é a carga, em metros, requerida pelo sistema, e Q é a vazão de operação, em m/s.

A vazão de operação, em m3 /s, é
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Q180265 Engenharia Química e Química Industrial
Para que as previsões da equação de Bernoulli sejam corretas, é necessário que o fluido em escoamento tenha
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Q180264 Engenharia Química e Química Industrial
Analise as afirmativas a seguir que tratam das características dos regimes de escoamento de um fluido.

I - No regime plenamente turbulento, os turbilhões formados no escoamento são os responsáveis pela transferência convectiva de quantidade de movimento.

II - As flutuações da velocidade de um fluido que escoa, no regime laminar e permanente, em tubos, são máximas no eixo central da tubulação.

III - No regime laminar, o perfil de velocidades de um líquido escoando em uma tubulação de seção reta circular é um paraboloide de revolução.

IV - No regime laminar, a transferência de quantidade de movimento ocorre exclusivamente de forma convectiva.

É correto APENAS o que se afirma em
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Q180263 Engenharia Química e Química Industrial
Com respeito ao escoamento de um fluido, analise as afirmativas a seguir.

I - No regime laminar, o fator de atrito é diretamente proporcional ao número de Reynolds.

II - No regime turbulento, o fator de atrito é função do número de Reynolds e da rugosidade relativa da tubulação.

III - A perda de carga é diretamente proporcional ao comprimento equivalente da tubulação.

IV - Mantida a vazão constante, a perda de carga é inversamente proporcional ao diâmetro da tubulação elevado ao quadrado.

É correto APENAS o que se afirma em
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Q180262 Engenharia Química e Química Industrial
Cavitação é um fenômeno que pode ser observado em sistemas hidráulicos.

Com respeito à cavitação, analise as afirmativas a seguir.

I - Se a pressão em qualquer ponto de um sistema de bombeamento de um líquido cair abaixo de sua pressão de vapor, na temperatura de bombeamento, parte desse líquido se vaporizará, formando bolhas no seio do líquido. Essas bolhas, ao atingirem regiões de maior pressão, sofrerão um colapso repentino, retornando à fase líquida. Esse colapso repentino provoca o aparecimento de ondas de choque, gerando o fenômeno conhecido como cavitação.

II - A probabilidade de ocorrer cavitação é maior nos locais onde há um aumento de velocidade do líquido, uma vez que isso acarreta uma diminuição da pressão local.

III - NPSH (Net Positive Suction Head) requerido é a quantidade mínima de energia que deve existir no  flange de sucção da bomba, acima da pressão de vapor do líquido, para que não ocorra cavitação.

Está correto o que se afirma em
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Q180261 Engenharia Química e Química Industrial
De modo a evitar que a baixa temperatura das águas ultraprofundas do mar provoque uma redução drástica na vazão de escoamento do óleo que é transportado até a plataforma de exploração de petróleo, devido a um aumento de sua viscosidade, propõe-se usar um sistema de isolamento térmico das paredes do tubo. O material do tubo é aço-carbono (condutividade térmica (k) igual a 60 W. m-1. K-1 ) e as camadas isolantes são formadas por magnésia 85% (espessura = 2,7 cm e k = 0,08 W. m-1. K-1 ) e por sílica diatomácea (espessura = 3 cm e k = 0,2 W. m-1. K-1 ). A espessura do tubo é 2,4 cm e seu diâmetro interno é 2 metros. Pelo fato de o diâmetro do tubo ser bem maior do que a sua espessura, pode-se admitir curvatura nula da parede do tubo e pensar o cilindro composto como uma parede composta de área igual a 1 m2 .

Considere que a temperatura da superfície interna do tubo seja 65 °C, e que o tubo esteja exposto a uma água a 5 °C, com coeficiente de filme igual a 100 W. m-2. K-1 . Logo, a taxa de calor transferida, em watts, é, aproximadamente,
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Q89036 Engenharia Química e Química Industrial
Em uma refinaria de petróleo existem inúmeras tubulações que transportam fluidos que trocam calor com certo ambiente.

Considere um tubo:

• com diâmetros interno e externo iguais a 2,0 cm e 2,5 cm, respectivamente, que transporta água a uma velocidade de 1,5 m/s.

• em que as temperaturas de entrada e de saída da água são iguais a 30 o C e 65 o C, respectivamente, e a temperatura da parede externa do tubo é mantida constante e igual a 100 o C.

Suponha que, para regime turbulento, possa ser usada a seguinte correlação fictícia, relacionando o número de Nusselt aos números de Reynolds e de Prandtl:

Nu = 0,02(Re/10)Pr 0,5

Tenha em conta que ln 2Imagem 153.jpg 0,7 e que pImagem 154.jpg 3, e despreze qualquer resistência condutiva. A massa específica, o calor especí- fico, a condutividade térmica, a viscosidade dinâmica e o número de Prandtl da água são, aproximadamente, 1.000 kg/m3 , 4.000 J/(kg•K), 0,6 W/(m•K), 0,6x10-6 m2 /s e 4. Nessas condições, o comprimento desse tubo, em metros, é cerca de
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Q89032 Engenharia Química e Química Industrial
O estudo de transferência de calor em fluidos que escoam pelo interior de tubulações depende da região da tubulação em análise; ou seja, se está na região de entrada ou na região de regime de escoamento plenamente desenvolvido, do ponto de vista fluidodinâmico. Com base nesse contexto, conclui-se que a(o)
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Q89030 Engenharia Química e Química Industrial
O calor de uma corrente quente de óleo deve ser aproveitado para aquecer 200 kg/s de água de 10 °C a 80 °C. Para isso, propõe-se o uso de um trocador de calor CT 1-2, em contracorrente, com 10 tubos de aço-carbono, com diâmetros externo e interno iguais a 3,0 cm e 2,5 cm, respectivamente, e comprimento por passagem igual a 5 m. O óleo entra no trocador a 160 o C e sai a 90 o C.

Suponha que:

• o coeficiente global de transferência de calor, baseado na área externa, seja igual a 400 W/(m2 •K);

• o fator de correção da LMTD seja igual a 1,0; e

• o número p seja igual a 3.

Com base nesses dados, conclui-se que o calor total trocado entre as duas correntes será igual, em watts, a
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Q89021 Engenharia Química e Química Industrial
A indústria petrolífera trabalha constantemente com escoamento e deformação de fluidos cujas características reológicas podem ser classificadas de diferentes maneiras, em função da taxa de cisalhamento a que ficam sujeitos nas várias operações em uma plataforma. Neste contexto, analise as afirmações a seguir.

I - Um fluido cuja viscosidade aumenta com a taxa de cisalhamento é chamado de pseudoplástico.

II - Se a viscosidade de um fluido for constante em certa faixa de taxa de cisalhamento, ele sempre se comportará como newtoniano para outras faixas de taxa cisalhante.

III - Existem fluidos que necessitam de uma tensão crítica para começar a escoar e, uma vez superada essa tensão crítica, ele escoa obedecendo ao modelo de Newton.

IV - Certos fluidos apresentam uma viscosidade constante para faixas de valores baixos e altos da taxa cisalhante e uma viscosidade decrescente para uma faixa intermediária de taxa de cisalhamento.

V - Fluidos tixotrópicos são aqueles que apresentam uma redução na viscosidade à medida que a taxa de cisalhamento aumenta.

Está correto APENAS o que se afirma em
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Q89020 Engenharia Química e Química Industrial
Imagem 123.jpg

O esquema acima representa um arranjo para transferência de uma solução aquosa (? = 1.000 kg/m3 ) de um tanqueImagem 124.jpg para outroImagem 125.jpg, ambos a pressão atmosférica. A vazão necessária é de 20 m3 /h e, nessas condições, a perda de carga por atrito na tubulação é igual a 20% da carga de elevação. Com base nesses dados, pode(m) ser utilizada(s) a(s) bomba(s)
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Q89016 Engenharia Química e Química Industrial
Os equipamentos ou dispositivos abaixo servem para quantificar a vazão de fluidos em tubulações. A qual deles se aplica o conceito de vena contracta?
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Q89015 Engenharia Química e Química Industrial
Um fluido incompressível, com peso específico 9.000 N/m3 , escoa em uma tubulação de diâmetro uniforme desde a cota Imagem 096.jpg = -5 m até a cotaImagem 097.jpg= 10 m, onde a pressão é atmosférica. Se a perda de carga associada ao escoamento é de 3 m de coluna do referido fluido, a pressão manométrica na tubulação na cota Imagem 098.jpg é
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Q89014 Engenharia Química e Química Industrial

m fluido newtoniano incompressível, com massa específica ρ, escoa com vazão mássica W em uma tubulação de diâmetro D e comprimento equivalente L, num local onde a aceleração da gravidade é g. Se o fator de atrito é f, a perda de carga (energia por unidade de peso de fluido) associada é

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Q89013 Engenharia Química e Química Industrial
Um cubo (hexaedro regular) sólido de aresta L é formado colando-se as faces L x L de dois prismas retos com arestas L x L x L / 2. Os prismas têm massas específicas Imagem 089.jpg. O cubo flutua na configuração mais estável e em repouso na superfície livre de um líquido com massa es- pecífica ?3 em equilíbrio estático. Acima do líquido existe ar cujos efeitos podem ser desprezados. Sabendo-se queImagem 090.jpg, e que o centro geométrico do cubo está situado a uma distância Z abaixo da interface líquido – ar, o valor de Z é
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Q89012 Engenharia Química e Química Industrial
Uma esfera sólida encontra-se em repouso na interface entre dois líquidos imiscíveis em equilíbrio estático. As massas específicas dos líquidos sãoImagem 081.jpg, sendoImagem 082.jpg. Se 70% do volume da esfera está submerso no líquido mais denso, a massa específica da esfera é
Alternativas
Q2798237 Engenharia Química e Química Industrial
Em relação ao modelo de difusão gaussiano, verifica-se que
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Respostas
601: A
602: B
603: C
604: D
605: A
606: A
607: C
608: E
609: B
610: B
611: D
612: E
613: A
614: A
615: C
616: E
617: D
618: C
619: D
620: C