Questões de Engenharia Mecânica da Núcleo de Computação Eletrônica UFRJ (NCE)

Um ventilador de teto do tipo axial movimenta ar ambiente a uma velocidade de 5 m/s no plano do rotor. A área de passagem do ar pelo rotor é de 1,0 m² e a potência elétrica fornecida ao ventilador é 100 W. Se o rendimento do ventilador é 80%, o aumento de pressão que o ar sofre ao passar pelo rotor do ventilador é:

• A.

  5 N/m²

• B.

  16 N/m²

• C.

  24 N/m²

• D.

  50 N/m²

• E.

  80 N/m²

Um compressor centrífugo operando em regime permanente com uma vazão mássica de gás de 2 kg/s requer que o motor elétrico forneça uma potência de 5 kW. Supondo que o escoamento é adiabático e que a eficiência total do compressor nessa condição de trabalho é 80%, a variação na entalpia de estagnação específica que o gás sofre é:

• A.

  0,8 kJ/kg

• B.

  1,0 kJ/kg

• C.

  2,0 kJ/kg

• D.

  2,5 kJ/kg

• E.

  5,0 kJ/kg

A curva de altura de carga H (em metros) em função da vazão volumétrica Q (em m³/s) de uma bomba centrífuga é dada pela equação H = H_o - AQ², onde Ho é a altura de carga para Q = 0 e A é uma constante positiva (dimensional). Essa bomba é utilizada para movimentar água de um sistema composto por uma tubulação horizontal e seus acessórios e cuja curva de altura de carga pode ser escrita como H = BQ², onde B também é uma constante positiva (dimensional). Nessas condições, a vazão e a altura de carga de operação do sistema são, respectivamente:

• A.

  

• B.
• C.
• D.
• E.

Num ciclo de Rankine, a temperatura máxima atingida pelo vapor d'água é 327^oC e a temperatura mínima da água condensando é 27^oC. Nessas condições o máximo rendimento termodinâmico que poderia ser atingido pelo ciclo é:

Obs: Considere 0^oC = 273 K

• A.

  50%

• B.

  25%

• C.

  (27/327)%

• D.

  100%

• E.

  31%

Um ciclo combinado (Brayton e Rankine) é constituído dos seguintes equipamentos:

1 - compressor axial de ar;
2 - combustores acionados a gás natural;
3 - turbina a gás com gerador;
4 - caldeira de recuperação de calor de rejeito;
5 - turbina a vapor d'água;
6 - condensador a água;
7 - bombas;
8 - torre de arrefecimento.

Cinco fluidos circulam pelos equipamentos numerados acima: água interna ao ciclo de Rankine (AG), água de condensação (ACD), ar (AR), gás natural (GN) e produtos da combustão do gás natural (PC).
Abaixo, dois equipamentos são identificados pela sua numeração e são descritos os fluidos, entre os cinco, que percorrem cada um dos equipamentos.
A alternativa INCORRETA é:

• A.

  equipamento 2 - AR, GN e PC
  equipamento 5 - AG

• B.

  equipamento 8 - AR, ACD
  equipamento 4 - AR, GN e PC

• C.

  equipamento 5 - AG
  equipamento 8 - AR, ACD

• D.

  equipamento 6 - AG, ACD
  equipamento 8 - AR, ACD

• E.

  equipamento 1 - AR
  equipamento 3 - PC

Num ciclo de Rankine a extração parcial intermediária de vapor da turbina para pré-aquecimento da água de alimentação da caldeira tem por finalidade principal:

• A.

  controlar a potência da turbina;

• B.

  diminuir a vazão de vapor nos condensadores;

• C.

  diminuir a irreversibilidade produzida na caldeira;

• D.

  evitar o desarme da turbina;

• E.

  diminuir a velocidade do vapor no condensador.

Sobre uma usina térmica a vapor d'água convencional, padrão Rankine, de alta produção de energia elétrica é INCORRETO afirmar que:

• A.

  o desaerador influencia o funcionamento do condensador;

• B.

  o condensador deve trabalhar com pressões inferiores à atmosférica;

• C.

  quanto maior a razão de pressões reinantes na caldeira e no condensador, menor o rendimento termodinâmico do ciclo;

• D.

  quanto menor a temperatura dos gases na chaminé, maior a eficiência do ciclo;

• E.

  o reaquecimento na caldeira do vapor expandindo na turbina controla o título na saída da turbina.

Observe as afirmativas a seguir sobre o diagrama tensão x deformação de um aço mostrado abaixo.

I - O no 6 indica a região de estricção.
II - Os no 3 e 4 indicam, respectivamente, os limites de ruptura e escoamento.
III - O no 5 indica a região correspondente à propriedade resiliência.
IV - O no 1 indica a tensão máxima ou última.

As afirmativas FALSAS são somente:

• A.

  I e II;

• B.

  I e III;

• C.

  II e III;

• D.

  II e IV;

• E.

  III e IV.

Marque falso (F) ou verdadeiro (V) entre os parênteses correspondentes às afirmativas a seguir sobre os materiais de contrução mecânica:

( ) O ensaio Charpy tem por objetivo medir a tenacidade do material através da energia absorvida pelo corpo de prova.
( ) O ensaio de dureza Rockwell B utiliza um penetrador esférico e o resultado da medida é um valor proporcional à profundidade da penetração.
( ) O ferro fundido é um metal com teor de carbono entre 1 e 2%.

A seqüência correta é:

• A.

  V-V-V;

• B.

  V-F-V;

• C.

  V-V-F;

• D.

  F-V-F;

• E.

  F-F-V.

A estrutura das ligas ferro-carbono na faixa correspondente aos aços hipereutetóides resfriados lentamente, no contorno dos grãos, é constituída de:

• A.

  perlita e cementita;

• B.

  ferrita e bainita;

• C.

  ferrita e perlita;

• D.

  perlita e ferrita;

• E.

  ferrita e cementita.