Questões de Engenharia Mecânica do ano 2006

O fator de carga (FC) é, junto com o fator de potência, um indicador do desempenho da instalação. Acerca do fator de carga assinale a opção correta.

• A.

  O FC, é a relação entre as demandas máxima e média de uma instalação.

• B.

  O FC, é a relação entre a carga instalada e a demanda máxima de uma instalação.

• C.

  O custo unitário ótimo de energia, que seria aquele obtido para um FC = 1, só pode ser alcançado se a carga na instalação for mantida constante e ligada na demanda máxima o tempo todo.

• D.

  O custo unitário da energia elétrica em uma instalação industrial, é diretamente proporcional ao fator de carga da instalação.

Motores elétricos são máquinas capazes de transformar energia elétrica em energia mecânica, utilizando normalmente o princípio da reação entre dois campos magnéticos. Acerca do motores elétricos, assinale a opção incorreta.

• A.

  Nos motores de corrente contínua o estator é formado por bobinas fixas que, com a passagem da corrente contínua, criam pólos magnéticos que induzem correntes no rotor, fazendo-o girar. Nesse tipo de motor não é possível inverter o sentido de rotação.

• B.

  A principal diferença entre o motor de corrente alternada universal e o motor de indução é que no motor de indução, a corrente é induzida pelo campo magnético variável do estator, enquanto no motor universal a corrente vem da rede elétrica.

• C.

  Os motores de indução monofásicos de fase dividida a capacitor são reversíveis por meio da inversão da polaridade do enrolamento auxiliar em relação à do enrolamento principal.

• D.

  A diferença de velocidade que existe entre a velocidade síncrona do campo magnético girante e a velocidade na qual gira o rotor de um motor de indução trifásico é chamada de escorregamento e é normalmente expressa em porcentagem.

Na determinação da curva de fluência de um metal, é aplicado, em um corpo de prova, uma carga inicial, mantida constante durante todo o ensaio, a uma temperatura também constante. No decorrer do ensaio, é determinado o alongamento do corpo de prova. Assim sendo, pode-se afirmar que:

• A.

  a curva da velocidade de fluência apresenta cinco estágios bem definidos, sendo o primeiro estágio denominado de fluência primária ou transitória;

• B.

  a velocidade da fluência no segundo estágio é constante na interface do primeiro estágio e decrescente na interface do terceiro e quarto estágios;

• C.

  a elevação da velocidade de fluência no primeiro estágio é devida ao encruamento do metal, ao passo que no segundo e terceiro estágios o efeito do encruamento é influenciado pela temperatura;

• D.

  no quinto estágio não se verificam alterações estruturais importantes no material que apresenta região de estricção bem definida;

• E.

  no último estágio, a velocidade de fluência aumenta rapidamente com o tempo, até que ocorra a fratura do material, havendo a possibilidade de ocorrer a estricção.

No diagrama de análise de fratura de um aço, são representados curvas e pontos de grande interesse na observação do comportamento deste material, submetido a diferentes temperaturas, considerando-se a existência ou não de trinca. Nesta linha de raciocínio, pode-se afirmar que:

• A.

  o ponto CAT (crak arrest temperature) define a menor temperatura onde uma trinca, por maior que seja, não se romperá instavelmente, ou seja, a ruptura do material só acontecerá por meio de fratura frágil;

• B.

  o ponto NDT (nil ductility transition) corresponde à temperatura mais alta em que a fratura frágil pode ocorrer e em que o limite de escoamento está bem mais próximo do limite de resistência;

• C.

  a curva FTE (fracture transition elastic) determina a temperatura acima da qual o material se comporta como se fosse isento de trinca, não havendo propagação instável da trinca por maior que ela seja;

• D.

  a curva FTP (fracture transition plastic) determina a região de temperaturas em que tensões elásticas não conseguem propagar uma trinca grande e a fratura ocorre como no ensaio de tração;

• E.

  todas as curvas e pontos no diagrama de análise de fratura servem para qualquer material que apresente transição dúctil-frágil com a variação de temperatura, como em materiais CFC e HC.

A dureza é largamente utilizada na especificação de materiais, tratando-se de um ensaio complementar baseado na medida da profundidade ou da área, produzida pela penetração, pelo impacto ou pelo risco de um penetrador sobre a superfície do material a ser ensaiado. Assim sendo, pode-se afirmar que:

• A.

  a dureza MOHS é um tipo de dureza muito utilizada em materiais metálicos ferrosos com valores de dureza muito elevados, bem como elevada anisotropia;

• B.

  as durezas BRINELL e MEYER são baseadas na medida da profundidade de penetração de penetrador cônico de diamante e são utilizadas em material de dureza elevada;

• C.

  as durezas VICKERS e KNOOP são baseadas na medida da área produzida por penetrador piramidal de base quadrada e de base alongada, respectivamente;

• D.

  a dureza ROCKWELL é medida pela área produzida pela penetração de um penetrador cônico e quatro penetradores esféricos, com quinze escalas de medida;

• E.

  a dureza BIERBAUM é medida pela profundidade do risco resultante da ação de um penetrador de diamante com formato de canto de cubo, com um ângulo de contato de 35º.

Existem métodos padronizados para a determinação da tenacidade à fratura sob condições de deformação plana (K_Ic) que são válidos quando certas premissas oriundas dos estudos da Mecânica da Fratura Linear Elástica (MFLE) são atendidas, significando, em primeira análise, realizar ensaios com corpos de prova de grande espessura em metais dúcteis. Por sua vez, a Mecânica da Fratura Elastoplástica (MFEP) surgiu em função das limitações na aplicação, a materiais dúcteis, do critério de tenacidade à fratura como uma propriedade do material. Desta forma, pode-se afirmar que a dimensão do fator de intensidade de tensões é:

• A.

  

• B.

  MPa

• C.

  MPa/m

• D.

  

• E.

  MPa.m

O processo de fratura de um metal dúctil pressupõe que, antes que a trinca se propague, ocorra uma deformação plástica localizada em sua vizinhança, que é denominada a zona plástica na ponta da trinca. O termo CTOD, que é a abreviatura da expressão inglesa crack tip opening displacement, representa:

• A.

  a distância entre duas trincas consecutivas e elípticas em um metal com comportamento linear elástico;

• B.

  o trabalho produzido pelas forças externas aplicadas no corpo de prova entalhado;

• C.

  a condição elastoplástica posterior da integral J nos campos de tensão-deformacão em uma trinca;

• D.

  a distância entre as duas superfícies de uma trinca, medida na ponta da trinca;

• E.

  a distância entre duas trincas semi-elípticas em um metal com comportamento elastoplástico.

Desde os estudos de Wöhler, muitos dos resultados de ensaios de fadiga foram obtidos em máquinas de flexão rotativa. Contudo, a maioria das solicitações de fadiga consiste na sobreposição de uma amplitude de tensão em torno de uma tensão média igual ou diferente de zero, como relacionado pelas equações de Goodman, Gerber e Soderberg. Assim sendo, pode-se afirmar que:

• A.

  a equação de Goodman relaciona a amplitude de tensão com a tensão média e a resistência à tração em forma de uma curva parabólica;

• B.

  a equação de Gerber relaciona a amplitude de tensão com a tensão mínima e a resistência à tração em forma de uma linha reta;

• C.

  a equação de Soderberg relaciona a amplitude de tensão com a tensão média e a resistência à tração em forma de uma curva parabólica;

• D.

  tanto a equação de Goodman quanto a equação de Soderberg produzem retas no diagrama de tensão, com relação à resistência e escoamento, respectivamente;

• E.

  tanto a equação de Goodman quanto a equação de Gerber produzem parábolas no diagrama de tensão, com relação ao escoamento e resistência, respectivamente.

O trocador ou permutador de calor é um equipamento por meio do qual dois fluidos com temperaturas diferentes trocam calor através de uma interface metálica. Assim sendo, um fluido cede calor a outro sob a forma de calor sensível ou calor latente. Nesta linha de raciocínio, podese afirmar que, em um permutador de calor de:

• A.

  passes múltiplos, os tubos têm um ou mais passes dentro de um mesmo encamisamento;

• B.

  casco-feixe-tubular, a direção de escoamento dos fluidos é a mesma, porém com sentidos opostos;

• C.

  contracorrente, os dois fluidos escoam em direções ortogonais;

• D.

  correntes cruzadas, há identidade com o de correntes opostas;

• E.

  passes múltiplos, há identidade com o tipo dedal com dupla jaqueta.

Em uma instalação de bombeamento em que a tubulação de recalque passa por uma elevação, descendo a um reservatório, é necessário que se coloquem umas válvulas para o funcionamento adequado do sistema de bombeamento. Desta forma, uma seqüência adequada para esta instalação é:

• A.

  registro de gaveta, bomba, válvula de retenção, válvula de pé, válvula de alívio e ventosa;

• B.

  ventosa, válvula de pé, bomba, válvula de retenção, registro de gaveta e válvula de alívio;

• C.

  válvula de alívio, ventosa, válvula de pé, bomba, válvula de retenção e registro de gaveta;

• D.

  válvula de pé, bomba, válvula de retenção, registro de gaveta, válvula de alívio e ventosa;

• E.

  válvula de retenção, bomba, válvula de pé, ventosa, registro de gaveta e válvula de alívio;