Questões de Engenharia Aeronáutica do ano 2013

• A.

  30 kPa

• B.

  40 kPa

• C.

  50 kPa

• D.

  60 kPa

• E.

  70 kPa

Uma turbina a gás tem vários estágios de pressão, cada um deles contendo um conjunto de bocais que provocam a aceleração do gás, seguidos por paletas ligadas ao rotor. A função dos bocais é enviar para as pás uma quantidade de gases em alta velocidade, para provocar a rotação do rotor. São conhecidos os seguintes dados relativos ao gás que passa pelo bocal de expansão.

Temperatura na entrada: 462,5 K

Temperatura na saída: 400 K

Velocidade na entrada: 10 m/s

Calor específico do ar: CP = 1,0 kJ/kg . K

Entalpia do ar: h = C_P.T

Assinale, entre as alternativas a seguir, aquela que mais se aproxima da velocidade na saída do bocal.

• A.

  14,0 m/s

• B.

  15,0 m/s

• C.

  16,0 m/s

• D.

  17,0 m/s

• E.

  18,0 m/s

Considere um fluxo de ar escoando ao logo de uma superfície de forma alongada, e a possibilidade de a camada-limite sofrer um descolamento da superfície, provocando turbulências que alteram a força de arraste sobre o corpo. Examine as afirmações a seguir e assinale a que apresenta corretamente uma análise do comportamento do ar e das forças que interagem com o corpo.

• A.

  O deslocamento da camada-limite causa um gradiente adverso de pressão, provocando um aumento da força de arraste em virtude do aumento da tensão de cisalhamento.

• B.

  Um perfil aerodinâmico de forma alongada diminui a possibilidade do descolamento da camada-limite, portanto, quanto mais alongado for o corpo, menor será a força de arraste.

• C.

  Em um perfil aerodinâmico muito alongado onde não se verifica o descolamento da camada-limite, a força de arraste é nula.

• D.

  A força de arraste depende da forma da superfície, mas não depende da área da superfície envolvida pelo ar.

• E.

  A melhor forma aerodinâmica é aquela que concilia os menores efeitos de descolamento da camada-limite com a menor superfície sujeita à tensão de cisalhamento.

Uma pedra de gelo sujeita à temperatura de 270 K foi descongelada pelo contato com uma massa de 20 kg de vapor saturado na temperatura de 400 K. Verificou-se que o título deste vapor foi reduzido em 5% devido à troca de calor com a massa de gelo. Considerando que a troca de calor entre dois corpos é irreversível, conclui-se que este processo é acompanhado de uma variação de entropia.

Sabendo que o calor específico de condensação do vapor é 540 kcal/kg, pode-se calcular a variação total de entropia neste processo, que vale:

• A.

  – 0,65 kcal/K

• B.

  – 2,35 kcal/K

• C.

  + 0,35 kcal/K

• D.

  + 0,65 kcal/K

• E.

  + 1,65 kcal/K

O ciclo ideal de um motor de combustão interna apresenta os seguintes processos:

Compressão adiabática com variação de temperatura entre 30 °C e 300 °C.

Aquecimento sob pressão constante, até a temperatura de 1 800 °C.

Expansão adiabática, resultando na temperatura final de 930 °C.

Considerar a entalpia do ar h = C_PT onde C_P = 1,0 kJ/kg.K

Assinale a alternativa que representa o valor aproximado do rendimento desse motor.

• A.

  25%

• B.

  30%

• C.

  35%

• D.

  40%

• E.

  45%

Considere o enunciado a seguir para responder às questões de números 51 a 53.

Para montagem de uma estrutura mecânica, será necessária a aplicação de uma força de 50 kN. Para transmitir esta força de montagem, será tracionada uma barra de aço cilíndrica e homogênea, de diâmetro igual a 20 mm, cujo módulo de elasticidade longitudinal é de aproximadamente 200 000 MPa. O peso próprio da barra pode ser desprezado, e os engastamentos da barra são rígidos, de deformação elástica desprezível. A montagem correta só poderá ser feita se a barra cilíndrica, que vai operar no regime elástico, sofrer uma deformação elástica limitada a 0,5 mm.

Considerando ¦Ð = 3, ¨¦ correto afirmar que o m¨¢ximo comprimento livre recomend¨¢vel para a barra ser¨¢ de

Dado: ¦Ò_¦Ñ = ¦Å . E

• A.

  2 400 mm.

• B.

  240 mm.

• C.

  600 mm.

• D.

  60 mm.

• E.

  166,7 mm.

Considere o enunciado a seguir para responder às questões de números 51 a 53.

Para montagem de uma estrutura mecânica, será necessária a aplicação de uma força de 50 kN. Para transmitir esta força de montagem, será tracionada uma barra de aço cilíndrica e homogênea, de diâmetro igual a 20 mm, cujo módulo de elasticidade longitudinal é de aproximadamente 200 000 MPa. O peso próprio da barra pode ser desprezado, e os engastamentos da barra são rígidos, de deformação elástica desprezível. A montagem correta só poderá ser feita se a barra cilíndrica, que vai operar no regime elástico, sofrer uma deformação elástica limitada a 0,5 mm.

Para esta montagem, à extremidade da barra foi soldado um flange de alta rigidez, com alguns furos. Pelos furos passarão “Z” parafusos M8, cujas porcas serão apertadas simultaneamente por um dispositivo especial, gerando a força de 50 kN necessária. O dispositivo é capaz de aplicar um torque limite de 16 N.m em cada porca. Considerando que o torque de aperto das porcas pode ser estimado por T = 0,2 . F_ap . d, é correto afirmar que será necessário distribuir uniformemente e apertar um número Z, de porcas, igual a

• A.

  2.

• B.

  3.

• C.

  4.

• D.

  5.

• E.

  6.

Considere o enunciado a seguir para responder às questões de números 51 a 53.

Para montagem de uma estrutura mecânica, será necessária a aplicação de uma força de 50 kN. Para transmitir esta força de montagem, será tracionada uma barra de aço cilíndrica e homogênea, de diâmetro igual a 20 mm, cujo módulo de elasticidade longitudinal é de aproximadamente 200 000 MPa. O peso próprio da barra pode ser desprezado, e os engastamentos da barra são rígidos, de deformação elástica desprezível. A montagem correta só poderá ser feita se a barra cilíndrica, que vai operar no regime elástico, sofrer uma deformação elástica limitada a 0,5 mm.

Uma das características que influenciaram no sucesso das aplicações dos aços, em relação a outros materiais, é a sua propriedade de baixa deformação elástica ao operar sob tração. É importante e fundamental que as propriedades dos materiais sejam entendidas, assim como os valores numéricos que as representam, para que sejam aproveitadas nos projetos mecânicos. Sabe-se que o alumínio possui uma rigidez bem menor que os aços, apresentando o triplo de deformação elástica sob tração. Sem considerar qualquer outro problema de resistência mecânica, se a barra de aço for substituída por uma barra cilíndrica homogênea de alumínio, é correto afirmar que, para se conseguir as mesmas condições de montagem citadas,

• A.

  o comprimento da barra deverá ser de aproximadamente 66,67 mm, se o diâmetro for mantido.

• B.

  o comprimento da barra deverá ser de 1 800 mm, se o diâmetro for mantido.

• C.

  o diâmetro da barra deverá ser de aproximadamente 34,64 mm, se o comprimento for mantido.

• D.

  o diâmetro da barra deverá ser de 60 mm, se o comprimento for mantido.

• E.

  tanto o comprimento quanto o diâmetro deverão ser mantidos, uma vez que a força a ser aplicada não mudará.

Um redutor especial deverá ser projetado e construído. No projeto, definiu-se que serão utilizadas 6 engrenagens cilíndricas de dentes retos. Com o objetivo de não gerar engrenagens muito grandes, a relação de transmissão do último par de engrenagens (saída) será igual a 3, e a dos demais pares será igual a 5. O rendimento total do redutor é de 80%. Cada eixo será apoiado sobre 2 rolamentos SKF 6306, exceto o último eixo, cujo rolamento será o SKF 6311.

É correto afirmar que a relação total de transmissão do redutor será igual a

• A.

  13, e o número total de rolamentos necessários será igual a 6, sendo o maior deles de diâmetro 55 mm.

• B.

  60, e o número total de rolamentos necessários será igual a 8, sendo o maior deles de diâmetro 55 mm.

• C.

  375, e o número total de rolamentos necessários será igual a 8, sendo o menor rolamento de diâmetro 30 mm.

• D.

  300, e o número total de rolamentos necessários será igual a 10, sendo o menor rolamento de diâmetro 30 mm.

• E.

  75, e o número total de rolamentos necessários será igual a 8, sendo o maior rolamento de diâmetro 55 mm.

A economia de energia elétrica é palavra de ordem na atualidade. Sendo os motores elétricos os maiores consumidores, na maioria das indústrias, é de fundamental importância que o profissional de mecânica conheça detalhadamente suas características funcionais, para que possa executar projetos e utilizá-los de modo correto e racional. Neste contexto, é correto afirmar que o rendimento dos motores elétricos trifásicos de maior utilização nas máquinas e equipamentos

• A.

  torna-se menor quando eles fornecem pouca potência no eixo, e que o fator de potência tem esta mesma característica.

• B.

  torna-se maior quando eles fornecem pouca potência no eixo, e que o fator de potência tem esta mesma característica.

• C.

  só atinge valor máximo quando eles fornecem potência nula no eixo, e que o fator de potência tem esta mesma característica.

• D.

  é único para cada fabricante, porém pode ser baixo para aqueles fabricantes que utilizam técnicas e materiais inferiores na construção do motor.

• E.

  é maior para os motores de melhor qualidade, e que o fator de potência só supera ou se iguala a 0,92 quando o motor opera em vazio.