Questões de Engenharia Mecânica da Fundação Carlos Chagas (FCC)

Trocadores de Calor a placas utilizam, entre cada uma de suas placas, elementos de vedação elastoméricos, convenientemente instalados entre canais de vedação, para garantir a vedação entre as superfícies quando devidamente montados. O uso deste elemento de vedação significa

• A.

  que a concepção e os elementos construtivos usados no equipamento limitam tanto a pressão como a temperatura de trabalho.

• B.

  a possibilidade de processar qualquer tipo de substância em seu interior, uma vez que as placas de trocadores a placa são feitos com materiais de elevada resistência à corrosão.

• C.

  que a pressão limite de trabalho é especificada pelo torque dado nos parafusos de fechamento do trocador.

• D.

  que o limite de temperatura de trabalho é decorrente do material elastomérico utilizado.

• E.

  inexistência de limites de operação quanto à pressão e à temperatura.

• A.

  I, II e III.

• B.

  I, III e II.

• C.

  III, II e I.

• D.

  III, I e II.

• E.

  II, III e I.

Uma oficina de recuperação de veículos de colecionadores recebeu uma Rural Willys 1969 em bom estado de conservação, com um motor 4 cilindros, em linha, com uma grande trinca no bloco. A oficina substituiu esse motor por um motor de Opala 6 cilindros, em linha, com todas as adaptações necessárias de carburação, coxim, suspensão e caixa de câmbio, permanecendo o sistema de arrefecimento (sistema não selado e que operava somente com água). O proprietário percebeu, entretanto, que em percursos mais longos o motor apresentava temperatura excessiva, acima de 104 °C (temperatura máxima do mostrador de temperatura), não recomendada no manual original da Rural Willys. Foi trocada, então, a válvula termostática (tampa do radiador), mas o problema persistiu. Nesse caso, deve-se

• A.

  ignorar o alerta de temperatura, pois motores como o do Opala trabalham com temperatura de arrefecimento mais elevada.

• B.

  trocar a bomba d’água da Rural Willys por uma igual e nova, pois ela deve estar com problemas de desempenho.

• C.

  trocar novamente a válvula termostática do radiador, pois a que foi adquirida deve ter defeito de fabricação.

• D.

  limpar o radiador atual, reinstalá-lo com uma nova tampa e deixá-lo operando somente com água.

• E.

  substituir o radiador por um do tipo selado mais o reservatório auxiliar, compatível com um motor do Opala 6 cilindros, que permite o uso de mistura água+etilenoglicol (fluido de radiador).

As conexões de condutores elétricos podem estar sujeitas à formação de óxido superficial provocado:

I. pela ação do oxigênio existente na atmosfera;

II. pelo efeito pilha oriundo da proximidade dos cabos que conduzem corrente elétrica de intensidade diferente, ou até

• A.

  cálcio.

• B.

  lítio sem molibdênio.

• C.

  lítio e molibdênio.

• D.

  cobre coloidal.

• E.

  grafite.

Um sistema de ventilação centrífugo é constituído por um eixo em balanço, bi-apoiado por rolamentos. A parte em balanço é acoplada, por correia de borracha em V, à polia de um motor elétrico trifásico cujo eixo também contém rolamentos. Após cinco anos, este conjunto apresentou ruído excessivo, superando as especificações originais de aquisição e conforto ambiental. Para sanar esse problema, deve-se

• A.

  substituir a correia.

• B.

  substituir o sistema de polias, motor e pás do ventilador.

• C.

  aplicar graxa na correia para minimizar o atrito com a polia.

• D.

  substituir o conjunto motor-ventilador.

• E.

  inspecionar e substituir os rolamentos danificados.

Um sistema de geração elétrica a diesel, que opera diariamente em ambiente fechado, possui um acoplamento eletromagnético que conecta o motor diesel à caixa de transmissão e esta ao gerador elétrico. O eixo do gerador elétrico é sustentado em seus apoios por dois rolamentos angulares. A substituição dos rolamentos é feita quando se detecta ruído excessivo ou quando a caixa de rolamentos apresenta vibração excessiva, o que ocorre em média a cada seis meses. Para manutenção preventiva do conjunto de rolamentos, deve-se

• A.

  efetuar uma avaliação quadrimestral (parar o equipamento por dois dias consecutivos para a desmontagem da caixa e substituição dos rolamentos do gerador).

• B.

  instalar um decibelímetro dentro do enclausuramento do grupo gerador diesel e identificar, pelo aumento de ruído, o momento da substituição dos rolamentos do gerador.

• C.

  instalar um equipamento de detecção de vibração, apropriado para avaliação de máquinas de eixo rotativo, no gerador ou em sua caixa de rolamentos, e estabelecer o momento de reparo em função do nível de vibração.

• D.

  instalar um termopar no ambiente de confinamento para detectar o momento de elevação de temperatura e efetuar o devido reparo nos rolamentos.

• E.

  ter em estoque o conjunto de rolamentos para substituição a cada 6 meses, como é feito hoje.

Sabendo-se que o eixo motor se move no sentido horário, com rotação n1 = 800 rpm, o eixo movido se move em sentido

• A.

  horário, com rotação 100 rpm.

• B.

  anti-horário, com rotação 100 rpm.

• C.

  horário, com rotação 6400 rpm.

• D.

  anti-horário, com rotação 6400 rpm.

• E.

  anti-horário, com rotação 800 rpm.

O estudo da fluência mecânica no dimensionamento de tubos de trocadores de calor submetidos a esforços repetitivos significa a

• A.

  interpretação dos esforços e tensões considerados no dimensionamento.

• B.

  análise da corrosão superficial provocada pela ação dos fluidos que escoam interna e externamente nos tubos.

• C.

  análise do efeito combinado de tensões mecânicas e temperatura.

• D.

  análise do efeito combinado de tensões e sua variabilidade (fadiga).

• E.

  resposta de frequência de vibração mecânica dos tubos acarretada pelas solicitações cíclicas decorrentes do escoamento do fluido na carcaça.

Um trocador de calor multitubular é um equipamento utilizado em processos nos quais se promove a troca térmica entre dois fluidos separados por paredes metálicas. Um dos fluidos escoa dentro de um conjunto de tubos (feixe tubular) e o outro do lado de fora, contido dentro de um tubulão (carcaça) que envolve o feixe de tubos. O feixe de tubos é fixado em suas extremidades aos espelhos. Este conjunto é envolvido pela carcaça de forma a impedir a mistura dos fluidos. Durante a manutenção de um trocador de calor multitubular (com 300 tubos), utilizado num chiller, foi constatado que nove tubos estavam tamponados por problemas de vazamento. Após inspeção minuciosa, havia a necessidade de se tamponar mais dois tubos pelo mesmo problema. Esses tubos são fixados aos espelhos por processo de mandrilhamento (recalque do tubo contra a parede do espelho). Também se constatou que o equipamento tinha um desgaste pronunciado devido ao uso de água proveniente de poço artesiano com muitos sais em suspensão. Os tubos do trocador são de aço baixo carbono. Nessa situação, recomenda-se

• A.

  tamponar os dois tubos e montar o equipamento para permitir novamente sua utilização.

• B.

  efetuar a substituição dos dois últimos tubos danificados para permitir o reaproveitamento do equipamento.

• C.

  diminuir a vazão do fluido que escoa nos tubos para reduzir a perda de carga, levando-a às condições operacionais de equipamento novo.

• D. aumentar a vazão do fluido que escoa nos tubos para intensificar a troca térmica e assim equilibrar a área de troca térmica que foi reduzida.
• E.

  substituir o equipamento, pois ele já se encontra fora das condições operacionais segundo a norma TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association).

Os tubos metálicos de trocadores de calor multitubulares utilizados em chillers são normalmente constituídos de tubos sem costura, razão pela qual

• A.

  resistem melhor ao efeito de eventual corrosão provocada pela diferença de eletronegatividade existente entre os fluidos separados pela parede do tubo.

• B.

  permitem troca térmica mais eficiente devido à inexistência da costura.

• C.

  têm custo menor que os tubos com costura.

• D.

  atendem à exigência das normas de projeto de trocadores de calor (TEMA ou ASME Seção VIII).

• E.

  representam um mito ainda inexplorado e refletem o estado da arte atual.