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

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Q1090304 Engenharia Química e Química Industrial
O número de Reynolds representa a relação entre as forças viscosas e de inércia. Esse número adimensional é usado por engenheiros e cientistas para determinar se o regime de escoamento é laminar ou turbulento, e por isso, é de vital importância em projetos de engenharia. Um engenheiro observou que, com número de Reynolds 10000, o escoamento em um tubo se tornou plenamente turbulento.
Para que a observação do engenheiro responsável seja verdade para uma tubulação de diâmetro 0,1 m, que escoa um fluido de massa específica 1000 kg/m3 e viscosidade dinâmica de 0,00001 Pa.s, a vazão volumétrica, em m3/s, é de
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Q1090303 Engenharia Química e Química Industrial
Um engenheiro recebe duas bombas com curva característica que segue a equação H = H0 - AQ2, onde H0 tem 15 metros e A tem 105s2/m5. O supervisor desse engenheiro decide, usando as duas bombas em série, transportar um fluido entre dois tanques abertos com diferença de nível do primeiro para o segundo tanque de 10 metros. A tubulação que leva o fluido tem diâmetro de 0,1m e comprimento de 10m.
Desconsiderando-se os efeitos de perda de carga menores e maiores, a vazão de operação da bomba, em m3/s, é de
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Q1090290 Engenharia Química e Química Industrial
O Número de Prandtl é uma grandeza adimensional que relaciona as camadas limites hidrodinâmica e térmica no estudo da transferência de calor no escoamento de fluidos em tubulações.
Esse Número é função das seguintes grandezas: μ = viscosidade dinâmica [kg s-1m-1] Cp = calor específico a pressão constante [ J kg-1 K-1] K = condutividade térmica [W m-1 K-1]
A expressão que define o Número de Prandtl corresponde a
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Q1090288 Engenharia Química e Química Industrial
Uma unidade industrial apresenta uma parede formada por duas camadas para reduzir a temperatura no ambiente externo à unidade.
A primeira camada da parede tem espessura de 9 cm e é formada de fibra de vidro cuja condutividade térmica é 0,03 W m-1 oC-1. A segunda camada da parede tem espessura de 14 cm e é formada de tijolos cuja condutividade térmica é 0,7 W m-1 oC-1. A área da parede é 4 m2. A temperatura na superfície da parede em contato com o interior da unidade industrial é 85 oC, e a temperatura na superfície da parede em contato com o meio externo é 35 oC.
O fluxo de calor estabelecido através da parede, em J s-1, é igual a
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Q1090281 Engenharia Química e Química Industrial
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)?
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Q1090279 Engenharia Química e Química Industrial
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).
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Q1090272 Engenharia Química e Química Industrial
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.
Imagem associada para resolução da questão
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
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Q1087692 Engenharia Química e Química Industrial
Sobre as características de trocadores de calor casco/tubos e de placas, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta as corretas.
I. Trocadores casco/tubos podem operar com quaisquer quedas de pressão nos tubos e no casco. II. Trocadores de placa são mais eficientes, permitem a alteração na área de troca térmica, mas são mais caros que os trocadores casco/tubos. III. Mais passagens nos tubos e mais chicanas no casco favorecem a troca térmica e aumentam a queda de pressão (perda de carga). IV. A média logarítmica de temperaturas precisa ser corrigida quando temos múltiplas passagens nos tubos e também no casco (múltiplos cascos). V. Trocadores de placas são indicados para serviços em quaisquer temperaturas, mas sofrem restrições de pressão por conta de vazamento entre as placas.
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Q1087677 Engenharia Química e Química Industrial
Qual é a vazão do fluido quente e a área de um trocador de calor contracorrente operando nas condições a seguir e com coeficiente global de transferência de calor igual a 400 kJ/(h.m² .ºC)?
Fluído quente (FQ): cp = 5 kJ/kgºC ; Tentrada = 120ºC ; Tsaída = 60ºC
Fluído frio (FF): cp = 4 kJ/kgºC ; Tentrada = 20ºC ; Tsaída = 80ºC ; vazão 2000 kg/h
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Q1087673 Engenharia Química e Química Industrial
NÃO está(ão) sempre presente(s) em equipamentos importantes quando se necessita de grandes trocas térmicas, como fornos e caldeiras,
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Q1087672 Engenharia Química e Química Industrial
Sobre a transferência de calor (TC) entre dois fluidos (puros ou misturas), é correto afirmar que
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Q1087656 Engenharia Química e Química Industrial
Com relação à refrigeração em plantas industriais, assinale a alternativa correta.
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Q1010703 Engenharia Química e Química Industrial

A borracha butílica foi descoberta em 1937, mas introduzida no mercado apenas em 1942. É uma matéria-prima obtida a partir da conjunção de isobutileno e de isopreno, caracterizando-a como um copolímero, que se apresenta como solução para diversas aplicações industriais, devido à sua propriedade impermeável com os gases e vida longa maior se comparada a outros materiais. O engenheiro de uma indústria então calcula o coeficiente de difusão do He e do N2 a 25°C nas membranas feitas com este tipo de material a fim de comparar seus valores. Sobre os parâmetros relacionados com a determinação da difusividade em polímeros, descritos abaixo, assinale a alternativa INCORRETA.


Soluto: He, polímero: borracha butílica: Do= 1,36 cm2 ∙s -1 ; e Q= 8.100 cal∙mol.

Soluto: N2, polímero: borracha butílica: Do= 34 cm2 ∙s -1 ; e Q= 12.100 cal∙mol. 

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Q1010702 Engenharia Química e Química Industrial
O engenheiro de uma indústria projetou um tanque em forma de cilindro circular reto com diâmetro de 6 m em que a água flui para dentro do tanque a uma taxa de 1,8 105 L∙h -1 , sendo assim podemos calcular que a altura da água está aumentando a uma razão de quantos m∙min-1 ?
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Q1010696 Engenharia Química e Química Industrial
O engenheiro químico responsável por uma empresa de tratamento de água precisa calcular a velocidade com que a água flui em um tubo com diâmetro interno de 2,00 cm, sendo que esse tubo está conectado a outro tubo com diâmetro interno de 6,00 cm. Qual será a velocidade no segundo estágio, sabendo-se que a vazão é de 4,00∙10-4 m3 ∙s -1 ?
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Q997143 Engenharia Química e Química Industrial

            A figura seguinte ilustra um reservatório de água, cilíndrico, com 20 m de altura. Em B, saída do reservatório, há uma tubulação com 0,002 m² de área da secção transversal. Nesse reservatório, que está aberto na parte superior e em B, o nível de água é mantido constante por meio de um sistema de alimentação, em C, munido de boia.


Com referência a esse reservatório, julgue o seguinte item, considerando que as perdas de cargas sejam desprezíveis e que a aceleração da gravidade seja de 10 m × s−2.


Se a área da secção de entrada do reservatório em C for igual a 0,02 m2 , então, para que o nível de água no reservatório seja mantido constante, a velocidade de escoamento em C deve ser igual a 1/10 da velocidade de escoamento em B.

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Q997142 Engenharia Química e Química Industrial

            A figura seguinte ilustra um reservatório de água, cilíndrico, com 20 m de altura. Em B, saída do reservatório, há uma tubulação com 0,002 m² de área da secção transversal. Nesse reservatório, que está aberto na parte superior e em B, o nível de água é mantido constante por meio de um sistema de alimentação, em C, munido de boia.


Com referência a esse reservatório, julgue o seguinte item, considerando que as perdas de cargas sejam desprezíveis e que a aceleração da gravidade seja de 10 m × s−2.


Para que o nível da água no reservatório seja mantido constante, na altura de 20 m, a vazão em C deve ser de 40 L/s.

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Q997141 Engenharia Química e Química Industrial

            A figura seguinte ilustra um reservatório de água, cilíndrico, com 20 m de altura. Em B, saída do reservatório, há uma tubulação com 0,002 m² de área da secção transversal. Nesse reservatório, que está aberto na parte superior e em B, o nível de água é mantido constante por meio de um sistema de alimentação, em C, munido de boia.


Com referência a esse reservatório, julgue o seguinte item, considerando que as perdas de cargas sejam desprezíveis e que a aceleração da gravidade seja de 10 m × s−2.


A velocidade do escoamento em B é igual a duas vezes o produto da altura do reservatório pela aceleração da gravidade.

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Q997140 Engenharia Química e Química Industrial

            Água líquida escoa, em regime permanente, através de um duto rígido. A área da secção transversal na entrada do duto é igual a A e, na saída, é igual a B.

A partir dessas informações, julgue o item a seguir, sabendo-se que, em relação a um fluido incompressível em regime permanente, a lei de conservação de massa ao longo de um volume de controle pode ser expressa pela equação da continuidade.


Se as secções transversais da entrada e da saída do duto forem círculos e o diâmetro da secção de saída for igual a ¼ do diâmetro da secção de entrada, então a velocidade de escoamento na entrada do duto será igual a dezesseis vezes a velocidade de escoamento na saída do duto.

Alternativas
Q997139 Engenharia Química e Química Industrial

            Água líquida escoa, em regime permanente, através de um duto rígido. A área da secção transversal na entrada do duto é igual a A e, na saída, é igual a B.

A partir dessas informações, julgue o item a seguir, sabendo-se que, em relação a um fluido incompressível em regime permanente, a lei de conservação de massa ao longo de um volume de controle pode ser expressa pela equação da continuidade.


Se B = A/2, então a velocidade de escoamento na saída do duto será igual ao dobro da velocidade de escoamento na entrada do duto.

Alternativas
Respostas
101: A
102: E
103: E
104: D
105: D
106: B
107: B
108: D
109: A
110: A
111: C
112: E
113: D
114: B
115: B
116: C
117: C
118: E
119: E
120: C