Questões de Concurso Para engenheiro nuclear

Considere a condução de calor estacionária e unidimensional em uma esfera combustível com raio R_fo, condutividade térmica constante k_f e taxa volumétrica de geração e calor q''' uniforme.
Com a temperatura na superfície da esfera T_fo conhecida, a distribuição de temperatura na esfera é dada por 

Considere um escoamento laminar estacionário e plenamente desenvolvido de um fluido newtoniano, incompressível e de viscosidade constante em um tubo reto e liso, com seção transversal circular, com raio interno R e comprimento L. A velocidade média do escoamento é V_m, e a viscosidade do fluido é µ.
A queda de pressão Δp do fluido através do tubo é 

Sabe-se que o número de Nusselt para transferência de calor laminar em um tubo circular é 48/11.
Para um tubo com raio de 5 cm e um fluido com condutividade térmica de 0,5 W m^-1 K^-1 , o coeficiente de transferência de calor convectiva entre o fluido e o tubo, em W m^-2 K^-1 , é 

Uma esfera tem raio R, massa específica ρ, calor específico c _p e condutividade térmica k. A temperatura média inicial da esfera é T₀ . No instante t = 0, a esfera é imersa em um fluido refrigerante, com temperatura constante T_a . O coeficiente de transferência de calor convectiva entre a esfera e o fluido é h.
Para número de Biot (h R/k) pequeno, a evolução temporal da temperatura média da esfera é dada por T(t)=T_a +(T₀ -T_a )e^-t/τ , onde a constante de tempo τ é dada por

Na saída da turbina de um ciclo de Rankine simples, a entalpia específica do vapor é h₃ = 2000 kJ kg^-1 . Sabe-se que a entalpia específica do líquido saturado é h_f = 200 kJ kg^-1 e que a entalpia específica do vapor saturado é h_g = 2700 kJ kg^-1 .
O título (x) do vapor na saída da turbina é