Questões da Prova CESGRANRIO - 2018 - Transpetro - Engenheiro Júnior - Mecânica

Uma porta separa um forno aquecido do ar ambiente. A porta consiste em um material que suporta altas temperaturas e possui condutividade térmica k = 0,05 W/m.K. Durante o processo de transferência de calor permanente, a temperatura da superfície interna da porta é de 300 °C, e a temperatura do ar ambiente T_∞ é de 25 °C, sendo o coeficiente de convecção exterior ao forno h = 25 W/m².K.

Qual é a espessura da porta, em metros, para garantir que a temperatura da superfície externa da porta seja de 50 °C?

Dois cilindros concêntricos verticais possuem diâmetros de 2,0 cm e 2,4 cm. O cilindro interno possui 50 cm de comprimento e pode deslizar com velocidade constante de 2 m/s dentro do cilindro externo que está imóvel e possui comprimento considerado infinito. Um fluido Newtoniano com viscosidade dinâmica de 0,5 N.s/m² preenche completamente o espaço anular entre os cilindros.

Admitindo-se a gravidade como 10 m/s² e o perfil de velocidade no filme de óleo como linear, constata-se que a massa do tubo que desliza, em kg, é

Uma parede de 40 cm de espessura e área de 2 m² possui uma condutividade térmica de 80 W/m.K. Em regime permanente, as temperaturas superficiais são 120 °C e 60 °C. A taxa de transferência de calor e o gradiente de temperatura na direção do fluxo de calor, são, respectivamente:

A equação de Navier Stokes para um escoamento na direção x do sistema cartesiano é dada por:

sendo u, v e w as componentes de velocidade nas direções x, y e z respectivamente; ρ a massa específica, μ a viscosidade dinâmica, g_x a componente da gravidade na direção x e p a pressão. Considere um escoamento na direção x como sendo viscoso, incompressível, laminar e plenamente desenvolvido entre duas placas paralelas horizontais imóveis e separadas por uma distância vertical b na direção y.

A equação de Navier Stokes, simplificada, em que os termos que não contribuem para o problema em questão se tornam nulos é:

Dois tanques de grandes dimensões, abertos para a atmosfera, contendo óleo com massa específica de 1000 kg/m³ e viscosidade dinâmica de 0,4 N . s/m² , são interligados por uma tubulação horizontal com comprimento de 10 m e diâmetro de 100 mm.

A diferença máxima de elevação, em metros, entre as superfícies livres de óleo, para manter o escoamento laminar com número de Reynolds de 1000, é

Dado

g = 10 m/s²