Questões de Engenharia Mecânica da Centro de Seleção e de Promoção de Eventos UnB (CESPE)

Em relação à classificação das turbinas a vapor, assinale a opção correta.

• A. Em uma turbina de vapor vivo, utiliza-se, geralmente, vapor saturado proveniente de outra máquina térmica, como, por exemplo, de uma turbina de contrapressão.
• B. Turbinas a vapor de contrapressão possuem um condensador e seu vapor de escape apresenta pressões elevadas superiores à pressão atmosférica.
• C. Quanto ao sentido do escoamento do vapor, as turbinas a vapor axiais são usadas para maiores capacidades e vazões de vapor e produzem eficiências mais elevadas que as turbinas radiais.
• D. Quanto à forma de atuação do vapor em relação ao rotor, as turbinas a vapor podem ser de ação, reação ou mistas. Nas turbinas de ação, a pressão do vapor na entrada do rotor é maior que na saída.
• E. Nas turbinas a vapor de condensador, a pressão de escape do vapor é igual à pressão atmosférica, ao passo que, nas turbinas a vapor de escape livre, a pressão de escape é inferior à pressão atmosférica.

As figuras A e B ilustram esquematicamente um ciclo de geração de potência que usa turbinas a vapor e que mostra as transformações de temperatura (T) e entropia (s) do fluido de trabalho. A respeito desse ciclo, assinale a opção correta.

• A. Na figura A a entrada de calor para o ciclo Q_entrada corresponde, na figura B, às áreas abaixo das linhas 6–1 e 2–3.
• B. O trabalho líquido do ciclo é dado pela soma do trabalho gerado nos processos 1–2 e 3–4.
• C. O componente identificado por VI, na figura A, é a caldeira do ciclo.
• D. O esquema da figura A ilustra a aplicação de turbinas a vapor em ciclos Rankyne com extração e regeneração.
• E. A turbina é de duplo estágio, em que I representa o estágio de alta pressão e II representa o de baixa pressão.

A respeito do emprego dos termos autoignição, pré-ignição e detonação em motores de combustão interna, assinale a opção correta.

• A. O uso de combustível com alta octanagem pode levar à ocorrência da detonação.
• B. Pré-ignição e detonação são termos técnicos distintos que se referem ao mesmo fenômeno.
• C. Autoignição e detonação são termos técnicos distintos que se referem ao mesmo fenômeno.
• D. Autoignição é vulgarmente denominada como batida de pino.
• E. Taxas de compressão elevadas favorecem a detonação em um motor de combustão interna.

Assinale a opção correta no que se refere aos ciclos Otto e Diesel.

• A. Os motores Diesel apresentam taxas de compressão menores que as requeridas para os motores que operam segundo o ciclo Otto, ainda que expostos a mesmas condições de operação.
• B. O calor, no ciclo Diesel ideal, é adicionado ao ciclo em um processo a volume constante, ao passo que, no ciclo Otto ideal, esse processo ocorre a pressão constante.
• C. Tanto o ciclo Otto quanto o ciclo Diesel comprimem apenas ar atmosférico, no tempo de compressão.
• D. O ciclo Otto atinge menores pressões que as requeridas pelo ciclo Diesel ao fim do processo de compressão.
• E. As velas de ignição para o ciclo Diesel devem produzir uma centelha de maior dissipação de energia que as velas usadas no ciclo Otto.

O diagrama precedente indica o ciclo de um compressor alternativo. Considerando o significado das variações de pressão-volume e os processos associados, assinale a opção correta.

• A. O processo 3→4 representa o início da aspiração de gás pelo compressor.
• B. A área interior do ciclo 1–2–3–4–1 corresponde ao trabalho de compressão do gás.
• C. A eficiência volumétrica é dada pela razão (V1-V2)/(V2-V3), em que V1, V2 e V3 são os volumes do gás, respectivamente, nos pontos 1, 2 e 3.
• D. A variação do volume do gás no processo 4→1 é constante e independe das condições de operação.
• E. O processo 1→2 corresponde a expansão do gás.

Acerca de compressores do tipo scroll, assinale a opção correta.

• A. A espiral de Arquimedes é mais apropriada para esse tipo de compressor que a espiral involuta.
• B. Os vazamentos internos axiais, nesse tipo de compressor, são, em geral, os mais críticos para o desempenho do compressor.
• C. O controle da capacidade desses compressores não pode ser realizado por meio da variação de sua rotação, devendo-se, para esse fim, utilizar múltiplos compressores que operem em carga plena ou desligados.
• D. Essa tecnologia é de uso limitado à compressão de ar e é inadequada para fluidos refrigerantes devido aos vazamentos internos que ocorrem entre os elementos espirais.
• E. Esse tipo de compressor utiliza uma espiral que é mantida estacionária e outra espiral que descreve um movimento giratório circular em torno do eixo de acionamento do motor elétrico.

No que se refere aos ciclos de refrigeração por absorção, assinale a opção correta.

• A. Em máquinas por absorção que utilizam água-brometo de lítio, pode ocorrer a cristalização do brometo de lítio quando a solução apresenta baixa concentração desse componente e se sujeita a temperaturas elevadas.
• B. Nas mesmas temperaturas de evaporação e condensação, os ciclos por absorção apresentam menores coeficientes de performance que os ciclos por compressão a vapor.
• C. Em aplicações de conforto com ar condicionado, predominam máquinas de refrigeração por absorção que operam com água-amônia, ao passo que, em aplicações com temperaturas de evaporação negativas, são empregadas máquinas por absorção com água-brometo de lítio.
• D. O acionamento do ciclo de refrigeração por absorção requer essencialmente o fornecimento de calor de uma fonte externa no absorvedor do ciclo.
• E. Ciclos de duplo efeito apresentam menores coeficientes de performance que os ciclos de simples efeito.

A figura precedente ilustra uma unidade pré-montada de fábrica, bastante usual na montagem de sistemas de refrigeração, acerca da qual é correto afirmar que

• A. o componente II é um separador de óleo.
• B. o componente III é um reservatório de líquido.
• C. o componente IV é um acumulador de sucção.
• D. é uma unidade evaporadora.
• E. o compressor mostrado é do tipo hermético.

Acerca do desempenho energético de um ciclo de refrigeração por compressão a vapor de Carnot, assinale a opção correta.

• A. O processo de expansão ocorre com entropia constante.
• B. Os processos de transferência de calor nesse ciclo ocorrem sem mudança de fase e com entalpia constante.
• C. O coeficiente de performance do ciclo aumentará caso seja mantida constante a temperatura de evaporação e seja aumentada a temperatura de condensação.
• D. O processo de compressão ocorre com o aumento da entropia do refrigerante entre a sucção e a descarga do compressor.
• E. O refrigerante, na sucção do compressor, encontra-se no estado de vapor saturado.

A interligação entre os componentes de um sistema de refrigeração que opera segundo o ciclo de refrigeração por compressão a vapor é realizada por linhas frigorígenas, entre as quais se destacam: a linha de descarga, que liga a saída do compressor à entrada do condensador; a linha de líquido, que liga a saída do condensador ao dispositivo de expansão; e a linha de sucção, que liga a saída do evaporador à sucção do compressor.

Em relação ao projeto dessas linhas, assinale a opção correta.

• A. O procedimento usual no dimensionamento de linhas frigorígenas baseia-se na limitação do valor mínimo da queda de pressão na linha, com a adoção de diâmetros menores para se elevar a velocidade de escoamento do refrigerante e, assim, elevar-se a queda de pressão acima do valor mínimo.
• B. O uso de tubos ascensores verticais duplos é uma solução adequada para sistemas que operem com carga térmica estável e invariável.
• C. A perda de carga na linha de descarga não interfere na potência consumida pelo compressor, de modo que podem ser adotados diâmetros reduzidos nessa linha para elevadas velocidades, reduzindo-se, assim, o custo inicial do sistema.
• D. Adota-se, tipicamente, um diâmetro para a linha de líquido menor que o das demais linhas, pois a perda de carga nessa linha não afeta o desempenho do sistema de refrigeração, desde que se garanta o sub-resfriamento suficiente do líquido na saída do condensador.
• E. Um sistema de refrigeração em que o compressor se encontre em uma cota superior à do evaporador favorece o uso de maiores diâmetros da linha de sucção do que quando o compressor esteja localizado abaixo do evaporador.