Questões de Engenharia Mecatrônica

Em inúmeras aplicações industriais, a faixa necessária de variação de descargas e de altura manométrica pode ser excessivamente grande para ser obtida com apenas uma única bomba capaz de operar com variações de velocidades. Nesse caso, recorre-se então a associações de duas ou mais bombas em série ou em paralelo, ou, ainda, a associações série-paralelo. A figura acima ilustra uma instalação de bombeamento com duas bombas centrífugas iguais. A manipulação das válvulas I, II e III permite uma grande flexibilidade operacional dessas bombas. Considere que as demais válvulas da instalação encontrem-se permanentemente abertas. A partir dessas informações e desconsiderando as perdas de carga do sistema, julgue os itens a seguir, relativos à instalação ilustrada.

Para se dobrar a altura manométrica de bombeamento da instalação, deve-se realizar a ligação das duas bombas em paralelo, o que consiste em fechar a válvula I, abrir a válvula II e fechar a válvula III.

• C. Certo
• E. Errado

Em inúmeras aplicações industriais, a faixa necessária de variação de descargas e de altura manométrica pode ser excessivamente grande para ser obtida com apenas uma única bomba capaz de operar com variações de velocidades. Nesse caso, recorre-se então a associações de duas ou mais bombas em série ou em paralelo, ou, ainda, a associações série-paralelo. A figura acima ilustra uma instalação de bombeamento com duas bombas centrífugas iguais. A manipulação das válvulas I, II e III permite uma grande flexibilidade operacional dessas bombas. Considere que as demais válvulas da instalação encontrem-se permanentemente abertas. A partir dessas informações e desconsiderando as perdas de carga do sistema, julgue os itens a seguir, relativos à instalação ilustrada.

Para se dobrar a vazão de bombeamento da instalação, deve-se abrir a válvula I, fechar a válvula II e abrir a válvula III, pois essa configuração operacional permitirá obter uma vazão resultante que será a soma das vazões das duas bombas.

• C. Certo
• E. Errado

Considere um reservatório de gás instalado no nível do mar, de volume igual a 4 m³ e que contém um gás ideal ou perfeito comprimido a 6 atm manométricas, mantido sob a temperatura de 40 ºC. Considere ainda que, uma vez que o reservatório não é dotado de válvula de alívio, a pressão seja controlada da seguinte forma: quando a pressão atinge 5,5 atm, um compressor alternativo, de capacidade igual a 20 atm manométricas, é acionado para recompor a pressão; quando a pressão atinge 6,3 atm, o compressor é desligado; quando a pressão atinge 6,4 atm, um sistema de resfriamento é acionado para evitar o aumento de temperatura. O reservatório é de aço inoxidável, com pressão de trabalho máxima de 15 atm manométricas, e a alteração do seu volume com as variações de pressão e temperatura é desprezível até a sua pressão máxima de trabalho. Quanto ao sistema descrito, julgue os itens que se seguem.

A pressão absoluta do gás no reservatório, para o volume de 4 m³ e temperatura de 40 oC, é de 7 atm.

• C. Certo
• E. Errado

Considere um reservatório de gás instalado no nível do mar, de volume igual a 4 m³ e que contém um gás ideal ou perfeito comprimido a 6 atm manométricas, mantido sob a temperatura de 40 ºC. Considere ainda que, uma vez que o reservatório não é dotado de válvula de alívio, a pressão seja controlada da seguinte forma: quando a pressão atinge 5,5 atm, um compressor alternativo, de capacidade igual a 20 atm manométricas, é acionado para recompor a pressão; quando a pressão atinge 6,3 atm, o compressor é desligado; quando a pressão atinge 6,4 atm, um sistema de resfriamento é acionado para evitar o aumento de temperatura. O reservatório é de aço inoxidável, com pressão de trabalho máxima de 15 atm manométricas, e a alteração do seu volume com as variações de pressão e temperatura é desprezível até a sua pressão máxima de trabalho. Quanto ao sistema descrito, julgue os itens que se seguem.

Se os sistemas de desligamento do compressor e de resfriamento falharem e a temperatura do gás no reservatório atingir 300 oC, a pressão do sistema ultrapassará a pressão máxima de trabalho do reservatório.

• C. Certo
• E. Errado

Considerando a situação acima descrita, julgue os itens seguintes.

A potência teórica de projeto do sistema de bombeamento apresentado é de 66,7 cv. Para esse nível de potência e considerando que não exista no mercado motores exatamente com essa potência, é correta a aquisição de motor elétrico com potência comercial o mais próximo possível dentro de uma margem de 10%, seja com potência superior ou inferior.

• C. Certo
• E. Errado

Considerando a situação acima descrita, julgue os itens seguintes.

As irregularidades detectadas na inspeção indicam que a bomba está operando com vazão inferior à que poderia operar, uma vez que o fechamento da válvula na saída da bomba e a sujeira do filtro e as incrustações na tubulação implicam aumento da perda de carga do sistema, acarretando redução de vazão bombeada.

• C. Certo
• E. Errado

Com relação a ciclos de geração de potência, julgue os itens subseqüentes.

Recomenda-se que ciclos de turbina a gás operem no modo combinado, de forma a se incrementar a eficiência global da planta de geração. Nesse sentido, na situação em que apenas o ciclo Brayton esteja em operação e o ciclo vapor, em planejamento, a utilização de um regenerador de calor pode elevar a eficiência do ciclo Brayton, desde que o ciclo Rankine não esteja operacional. Essa estratégia é recomendável se o retorno financeiro da economia de combustível cobrir o investimento inicial, admitindo-se que fatores econômicos prevaleçam na análise.

• C. Certo
• E. Errado

Com relação a ciclos de geração de potência, julgue os itens subseqüentes.

Alternativas tecnológicas que acarretem a diminuição no consumo específico de vapor são apropriadas, ao reduzirem o investimento inicial da planta bem como alguns custos de manutenção.

• C. Certo
• E. Errado

Com relação a ciclos de geração de potência, julgue os itens subseqüentes.

Considere a situação em que dois ciclos de potência reais — A e B — operam entre os mesmos reservatórios de calor. O ciclo A recebe 150 kW da fonte quente e rejeita 100 kW para a fonte fria. O ciclo B recebe 100 kW da fonte quente e rejeita 60 kW para a fonte fria. Nessa situação, as informações apresentadas permitem concluir que o ciclo B é mais eficiente que o ciclo A.

• C. Certo
• E. Errado

Com relação a ciclos de geração de potência, julgue os itens subseqüentes.

A eficiência térmica de ciclos termodinâmicos reais é função dos níveis de temperatura em que operam e das irreversibilidades associadas. Aumentar a temperatura de saída de um fluido de trabalho após a câmara de combustão acarreta melhora na eficiência do ciclo, uma vez que as trocas de calor entre o gás e as palhetas da turbina são minimizadas em função do elevado volume específico do fluido após o processo de combustão, em um processo isobárico.

• C. Certo
• E. Errado