Questões de Engenharia Mecânica do ano 2010

Com base nas propriedades do R717 superaquecido mostradas na tabela acima, é correto afirmar que a eficiência isentrópica de compressão em porcentagem, para o compressor do chiller em uso, se encontra no intervalo entre

• A.

  25% e 35%.

• B.

  35% e 45%.

• C.

  46% e 50%.

• D.

  51% e 55%.

• E.

  59% e 65%.

Se o técnico responsável pela operação do sistema em questão informar a possível presença de líquido na sucção do compressor, o engenheiro responsável, após analisar os dados fornecidos na ficha mostrada, deve

• A.

  confirmar a possível ocorrência, já que o grau de superaquecimento na sucção do compressor é de aproximadamente 5 K.

• B.

  confirmar a possível ocorrência, já que o grau de superaquecimento na sucção do compressor é de aproximadamente 10 K.

• C.

  considerar equivocada a anotação dessa ocorrência, já que o grau de superaquecimento na sucção do compressor é de aproximadamente 5 K.

• D.

  notificar que não há dados suficientes para avaliar a ocorrência relatada, pois a temperatura de evaporação não foi registrada pelo operador.

• E.

  considerar equivocada a anotação dessa ocorrência, já que o grau de superaquecimento na sucção do compressor é de aproximadamente 10 K.

De acordo com a carta psicrométrica mostrada, a temperatura de ponto de orvalho do estado representado pelo ponto A é aproximadamente igual a

• A.

  15 ºC.

• B.

  20 ºC.

• C.

  25 ºC.

• D.

  30 ºC.

• E.

  35 ºC.

Se o ar úmido no estado especificado na figura pelo ponto A for submetido a um processo de resfriamento evaporativo adiabático com uma efetividade de 80%,

• A.

  a temperatura de bulbo úmido ao final do processo será igual a 22 ºC.

• B.

  a temperatura de bulbo seco ao final do processo será de 20 ºC.

• C.

  temperatura de bulbo seco ao final do processo será de 20 ºC.

• D.

  temperatura de bulbo seco ao final do processo permanecerá constante.

• E.

  o ar estará saturado ao final do processo.

Se correntes de ar úmido nos estados especificados na figura pelos pontos A e B passam por uma mistura adiabática, tendo a corrente A o dobro da vazão mássica da corrente B, existirá um estado C cuja umidade absoluta, em kg.kg^-1, será aproximadamente igual a

• A.

  0,016.

• B.

  0,026.

• C.

  0,011.

• D.

  0,022 (o dobro do valor estado A).

• E.

  0,013 (metade do valor no estado B).

A cidade de Brasília, como outras cidades brasileiras, é caracterizada por períodos de clima quente e seco nos quais a umidade relativa do ar atinge valores muito reduzidos. No Distrito Federal (DF), a Lei n.º 492/1993, em seu art. 2.º, estabelece que: sempre que o índice diário mais baixo da umidade relativa do ar for igual ou inferior a 20%, o governo do DF divulgará, pelos meios de comunicação mais acessíveis, alertas sobre as medidas de saúde preventivas a serem adotadas. Considerando que, certo dia, em Brasília, as temperaturas de bulbo seco (T_BS) e de bulbo úmido (T_BU) registradas sejam, respectivamente, iguais a 30 ºC e 15 ºC, e com base na carta psicrométrica apresentada, assinale a opção correta.

• A.

  Nesse caso, não é necessário emitir nenhum alerta. Com os valores de T_BS e T_BU registrados, verifica-se que a umidade relativa será superior ao valor limite estabelecido na lei supracitada.

• B.

  A carta psicrométrica em tela é suficiente para determinar a umidade relativa do ar em Brasília, já que foram fornecidos os valores de T_BS e T_BU.

• C.

  Nessa situação, mesmo que se forneça a pressão local, não se pode determinar a umidade relativa do ar em Brasília.

• D.

  É impossível determinar a umidade relativa desejada com a carta psicrométrica apresentada na figura.

• E.

  Devido às grandes oscilações na medida da temperatura em Brasília, é preferível que as medidas da umidade relativa do ar nessa cidade sejam realizadas de forma direta, ou seja, com um termo-higrômetro.

A lei de Dalton é de grande importância em processos físicos envolvendo misturas gasosas, em particular no que se refere ao ar úmido. A respeito dessa lei, assinale a opção correta.

• A.

  A pressão total P de uma mistura gasosa de volume total V, composta de ar seco e vapor de água, é igual à soma das pressões parciais de cada gás constituinte da mistura, ocupando cada gás, à mesma temperatura T da mistura, um volume v/2 .

• B.

  A pressão total P de uma mistura de volume V, composta de ar seco e vapor de água, é igual à soma das pressões que cada gás exerceria se ocupasse isoladamente o mesmo volume V à temperatura T da mistura.

• C.

  A pressão total P de uma mistura de volume V, composta de ar seco e vapor de água, é igual à diferença das pressões parciais absolutas de cada gás adicionadas à pressão atmosférica local à mesma temperatura T da mistura.

• D.

  A lei de Dalton estabelece que a transferência de massa entre uma superfície úmida e o ar depende da pressão parcial do vapor de água presente no ar atmosférico.

• E.

  A lei de Dalton estabelece que a pressão da mistura ar seco e vapor de água é igual a duas vezes a soma das pressões parciais que cada gás possuiria se ocupasse separadamente o mesmo volume V a uma mesma temperatura.

De acordo com estudos psicrométricos, é importante o fato de a relação de Lewis assumir determinados valores aproximadamente unitários nas condições de aplicação comuns em sistemas de ar-condicionado. Acerca da relação de Lewis e sua aplicação em sistemas de ar-condicionado, assinale a opção correta.

• A.

  O fato de a relação de Lewis ser aproximadamente igual a um para o ar úmido permite assumir, para efeito de cálculo, que o coeficiente de transferência de massa seja igual ao coeficiente de transferência de calor, facilitando assim a determinação do primeiro.

• B.

  O valor do número de Lewis, para o ar úmido, em condições normais típicas, é igual a 1, enquanto a relação de Lewis (razão entre os números de Schimdt e Prandtl) assume valor aproximadamente igual a 0,8.

• C.

  Um valor unitário para a relação de Lewis permite desprezar o efeito da radiação térmica quando se computa a troca de calor entre uma superfície úmida e o ar seco, facilitando os cálculos e o projeto de equipamentos como condensadores evaporativos.

• D.

  Graças à simplificação advinda de um valor unitário para a relação de Lewis, é possível tratar o ar atmosférico como sendo uma mistura de dois gases perfeitos: o vapor de água e o ar seco.

• E.

  O valor unitário assumido para a relação de Lewis implica, entre outras coisas, que o coeficiente de transferência de massa pode ser diretamente determinado a partir do conhecimento do coeficiente de transferência de calor.

Considerando a comparação entre sistemas com condensação a água e sistemas com condensação a ar nas mesmas condições de operação, assinale a opção correta.

• A.

  Sistemas de condensação a água com torres de resfriamento foram muito utilizados no passado; entretanto, o alto custo decorrente do consumo elevado de água tornou esses sistemas, em quaisquer condições, economicamente inviáveis.

• B.

  Em regiões de baixa umidade relativa, os sistemas de condensação a água com torres de resfriamento permitem manter menores temperaturas de condensação que um sistema com condensação a ar. Consequentemente, maiores COPs são obtidos, reduzindo o consumo de energia por TR.

• C.

  Em regiões de baixa umidade relativa, os sistemas de condensação a água com torres de resfriamento mantêm as temperaturas de condensação mais elevadas que sistemas com condensação a ar. Consequentemente, menores COPs são obtidos, reduzindo-se o consumo de energia por TR.

• D.

  Em regiões de alta umidade relativa, os sistemas de condensação a água com torres de resfriamento apresentam os melhores resultados de desempenho, pois, nessas condições, tanto a perda de água por evaporação quanto a temperatura da água de condensação, que retorna ao condensador, são bem menores que em clima seco.

• E.

  Em um chiller com condensação a ar, a temperatura de condensação será limitada pela temperatura de bulbo úmido do ar ambiente, enquanto em um chiller com condensação a água, a menor temperatura teoricamente atingível para a água de condensação corresponde à temperatura de ponto de orvalho do ar.

Com referência à figura acima, que ilustra um compressor de uso comum em chillers de centrais de água gelada que mantêm sistemas de ar-condicionado em edifícios, assinale a opção correta.

• A.

  Trata-se de um compressor de parafuso com construção hermética.

• B.

  Trata-se de um compressor de parafuso com construção do tipo aberto.

• C.

  Na figura, o número 9 identifica uma válvula corrediça (slide valve), cuja função é controlar a capacidade do compressor pela modificação da vazão de refrigerante que é disponibilizada ao sistema.

• D.

  A válvula de capacidade por velocidade (speed capacity valve), identificada na figura pelo número 9, comumente denominada speed, tem como função o controle da capacidade do compressor pelo ajuste da frequência de rotação dos parafusos, o que altera a vazão de refrigerante para o sistema.

• E.

  Trata-se de um compressor de lóbulos com construção do tipo semi-hermética.