Questões de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Paraná (UFPR)

Uma bomba de fluxo está operando em uma determinada instalação de bombeamento de água, para a qual oferece uma determinada vazão Q_op sob uma pressão H_op. Esse ponto de operação da bomba (Q_op, H_op) é determinado:

• A. pelo ponto em que a bomba apresenta rendimento máximo.
• B. pela intersecção da curva característica do rotor (CCR) com a curva característica da instalação (CCI).
• C. pelo valor limite do NPSH requerido.
• D. pela limite de shut-off da bomba.
• E. pela potência do motor de acionamento da bomba.

Num sistema de bombeamento de água a 30 ºC, uma bomba de fluxo não afogada está apresentando o processo de cavitação. Assinale a alternativa que representa uma possibilidade de solução para impedir o processo de cavitação na bomba.

• A. Escorvar a bomba.
• B. Aumentar a altura de sucção.
• C. Aumentar o diâmetro da tubulação de recalque.
• D. Reduzir a perda de carga na tubulação de sucção.
• E. Associar, em série, uma bomba igual à primeira.

Num sistema de bombeamento de água a 20 ºC, uma bomba de fluxo afogada está operando com Q_op = 6,3 l/s, H_op = 10,2 mca e com rendimento de 70%. Considerando que o motor elétrico que aciona a bomba tem rendimento de 90%, que a bomba opera 10 horas por dia e que 1 cavalo-vapor equivale a 735,3 watts, o consumo de energia elétrica para realizar esse bombeamento durante 30 dias será, aproximadamente, de:

• A. 1 kWh.
• B. 10 kWh.
• C. 189 kWh.
• D. 300 kWh.
• E. 720 kWh.

• A. V – V – F – V.
• B. V – F – V – V.
• C. F – V – V – F.
• D. V – V – V – V.
• E. F – F – F – F.

O ar de um ambiente climatizado através de fan-coils cede calor para a água de um circuito que, por sua vez, no evaporador do chiller, cede calor ao fluido refrigerante. O calor absorvido pelo fluido refrigerante é cedido, no condensador do chiller, para a água de um segundo circuito que, por sua vez, cede o calor para o ambiente externo em uma torre de resfriamento. Essa descrição corresponde a um sistema de:

• A. refrigeração direta com expansão evaporativa a ar.
• B. climatização por expansão indireta com condensação a água.
• C. climatização por expansão direta e condensação a água.
• D. climatização por termoacumulação e condensação a ar.
• E. refrigeração recíproca por expansão direta e termoacumulação.

Em determinados ambientes de centrais hidrelétricas, pode haver a necessidade de instalação de sistemas auxiliares de ventilação forçada. Em relação aos sistemas de ventilação, identifique as afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F):

( ) A ventilação local exaustora é o método de insuflar ar em um ambiente ocupacional, a fim de promover uma redução na concentração de poluentes nocivos.

( ) A ventilação geral diluidora, como objetivo principal, capta os poluentes de uma fonte antes que eles se dispersem no ar do ambiente de trabalho.

( ) Taxa de renovação de ar é o número de vezes que o volume de ar do ambiente é trocado numa unidade de tempo.

( ) O fluxo de ar que entra e sai de um edifício por ventilação natural depende da diferença de pressão entre as partes interna e externa e da resistência ao fluxo nas aberturas. Essa diferença de pressões pode ser causada pelo vento ou pelo chamado efeito chaminé.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

• A. V – V – F – F.
• B. F – F – V – V.
• C. F – F – V – F.
• D. F – V – F – V.
• E. V – V – V – V.

Frequentemente, nas unidades geradoras de uma central hidrelétrica, existe a necessidade da utilização de sistemas trocadores de calor para resfriamento de fluidos. Em relação aos trocadores de calor, considere as seguintes afirmativas:

1. Nos trocadores de calor do tipo regenerador, ocorre um primeiro estágio no qual o fluido quente cede calor, que é acumulado em uma câmara de material refratário. Num segundo estágio, a passagem do fluido quente é interrompida, iniciando-se a passagem de um fluido frio que retira calor do refratário, resfriando-o e preparandoo para um novo ciclo.

2. Nos trocadores de calor do tipo recuperador, o fluido quente cede calor ininterruptamente a um fluido frio através de uma parede de separação entre os fluidos.

3. Nos trocadores de calor do tipo recuperador em correntes opostas, os fluidos escoam em sentidos opostos, podendo, dependendo da faixa de temperatura em que trabalham, apresentar, em uma de suas extremidades, uma concentração de temperaturas elevadas. Isso pode provocar corrosão prematura, vazamentos e empenamentos, que podem resultar em menor vida útil em relação aos trocadores de calor do tipo recuperador em correntes paralelas.

4. De maneira geral, os trocadores de calor do tipo recuperador em correntes opostas têm maior rendimento que os trocadores de calor do tipo recuperador em correntes paralelas.

Assinale a alternativa correta

• A. Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
• B. Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
• C. Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
• D. Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
• E. As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

O tipo de ventilador que apresenta autolimitação da potência (limit-load) e, por esse motivo, não gera sobrecarga sobre o motor de acionamento, desde que este tenha sido selecionado para o pico da curva de potência absorvida, é conhecido como ventilador:

• A. centrífugo com pás inclinadas para trás.
• B. tubo axial.
• C. centrífugo com pás radiais (retas).
• D. axial propulsor.
• E. centrífugo com pás inclinadas para frente (sirocco).

Entre os diversos equipamentos presentes em sistemas abertos com recirculação de água, encontram-se, com muita frequência, as torres de resfriamento. Em relação às torres de resfriamento e sistemas de resfriamento de água, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) O sulfeto de hidrogênio (H₂S) é um dos contaminantes atmosféricos da água de resfriamento, proveniente da decomposição de matéria orgânica, de gás residual na queima de derivados de petróleo e de outros rejeitos orgânicos.

( ) A absorção de poluentes atmosféricos quando a água passa pela torre de resfriamento poderá tornar a água mais agressiva ou incrustante e, muitas vezes, em águas com tratamento satisfatório, interferir no mecanismo de proteção contra corrosão e incrustação, pela inativação dos inibidores utilizados no tratamento.

( ) O chamado fouling melhora e eficiência dos trocadores de calor, uma vez que diminui a velocidade de escoamento da água de resfriamento.

( ) A fim de compensar a água evaporada e os respingos que ocorrem na torre de resfriamento, uma nova quantidade deverá entrar no sistema como água de reposição ou de compensação.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

• A. V – F – V – F.
• B. F – V – V – V.
• C. F – F – V – V.
• D. V – V – F – V.
• E. V – F – F – F.

Sistemas de regulação de velocidade de turbinas atuam de forma a manter constante a rotação, mesmo quando ocorrem variações de carga no eixo da turbina. A principal razão para que se mantenha constante a rotação de uma turbina é:

• A. manter estável a vazão de água na tubulação adutora.
• B. impedir variações na pressão de alimentação do óleo lubrificante para os mancais da turbina.
• C. impedir a variação do coeficiente de arrasto hidrodinâmico na grade da entrada do conduto forçado.
• D. manter constante a posição das comportas dos canais de enchimento das turbinas.
• E. manter constante a frequência da energia elétrica gerada.