Questões de Engenharia Química do ano 2002

Um fluido viscoso incompressível escoa em duas tubulações idênticas (diâmetro, comprimento e rugosidade), uma horizontal (A) e outra vertical (B), com a mesma vazão. Designando perdas de carga por hL e quedas de pressão por h_LP e se na tubulação vertical (B) o escoamento é de baixo para cima, é correto afirmar que:

• A. h_LA > h_LB
• B. h_LB > h_LA
• C.

  

• D.

  

• E.

  

O fator (ou coeficiente) de atrito para o escoamento de fluidos em regime plenamente turbulento só depende:

• A. da rugosidade relativa do tubo;
• B. do número de Reynolds;
• C. do diâmetro do tubo;
• D. da velocidade do fluido;
• E. da densidade e da viscosidade do fluido.

Uma bomba centrífuga é provida de válvulas nas tubulações de sucção (VS) e descarga (VD). Se por alguma razão a bomba vier a operar com cavitação, a medida mais efetiva para diminuir a intensidade de tal fenômeno seria:

• A. abrir V_D totalmente e manter V_S;
• B. abrir V_D parcialmente e manter V_S;
• C. abrir V_S parcialmente e V_D totalmente;
• D. abrir V_S totalmente e fechar V_D parcialmente;
• E. fechar V_S parcialmente e abrir V_D totalmente.

Uma bomba consome 3 hp com rendimento de 80% e carga (energia/peso de fluido) de 41m de água (densidade =1,0 g/cm3). Sabendo que g=9,8 m/s2 e que 1 hp  746W, a vazão volumétrica (m3/h) processada pela bomba é aproximadamente:

• A. 9 m³/h;
• B. 16 m³/h;
• C. 19 m³/h;
• D. 22 m³/h;
• E. 23 m³/h.

Seja a transferência de calor em regime estacionário através de duas paredes planas (A e B), com propriedades distintas e constantes. A figura mostra o perfil de temperatura ao longo dessas paredes:

Com base no comportamento do perfil mostrado, pode-se afirmar que:

• A. a resistência térmica condutiva na parede A é menor do que a na parede B;
• B. não há fluxo térmico atravessando as duas paredes;
• C. o fluxo térmico que atravessa a parede A é diferente do fluxo que atravessa a parede B;
• D. a resistência térmica condutiva nas duas paredes é igual;
• E. a resistência térmica de contato entre A e B não é desprezível.

O perfil de temperaturas em uma parede plana, com espessura 2L, condutividade térmica k constante, geração de energia térmica uniforme a uma taxa por unidade de volume e temperaturas superficiais uniformes T(x = - L) = Tsup1 e T(x = L) = Tsup2 , é dado pela seguinte expressão:

Com base nas informações fornecidas, pode-se afirmar que:

• A. o fluxo térmico ao longo da parede é constante, independente de x;
• B. o perfil de temperatura no interior da parede é linear;
• C. se as temperaturas superficiais forem iguais (Tsup2 = Tsup1), a taxa de transferência de calor através destas superfícies será nula;
• D. em função dos valores da geração térmica, da condutividade térmica e da espessura 2L, o perfil de temperaturas no interior da parede pode apresentar temperaturas superiores a Tsup2 e Tsup1;
• E. a existência da geração térmica no interior da parede confere ao processo uma característica transiente, com a temperatura no interior da parede variando com o tempo.

Sobre a convecção térmica, pode-se afirmar que:

• A. é o tipo de transferência de calor predominante em processos de transferência de calor através de sólidos;
• B. pode ocorrer através do vácuo, desde que seja imposto um grande diferencial de temperatura;
• C. somente ocorre quando há uma bomba ou um soprador que imponha movimentação ao fluido;
• D. é o tipo de transferência de calor predominante em processos nos quais fluidos em movimento, em regime turbulento, trocam calor com superfícies sólidas;
• E. o fluxo térmico convectivo é proporcional ao diferencial de temperatura presente no processo elevado à quarta potência.

No escoamento laminar de um fluido no interior de um tubo (diâmetro D e comprimento L), com a parede mantida a uma temperatura uniforme e constante, o coeficiente de transferência de calor (coeficiente de película) médio pode ser calculado pela equação de Sieder & Tate:

Sobre o uso da equação de Sieder&Tate, indique a alternativa correta:

• A. Esta equação também pode ser utilizada no regime turbulento.
• B. Esta equação pode ser utilizada em escoamentos laminares em tubos muito longos, prevendo um coeficiente de transferência de calor que tende a zero.
• C. Esta equação deve ser utilizada em escoamentos laminares nos quais o perfil de velocidades encontra-se desenvolvido desde o início do tubo.
• D. A viscosidade p que aparece no fator de correção representa a viscosidade da parede do tubo.
• E. Esta equação deve ser utilizada em escoamentos laminares nos quais há o desenvolvimento simultâneo dos perfis de velocidades e de temperaturas a partir do início do tubo.

Analise as afirmativas numeradas de 1 a 6, relativas à primeira lei de Fick abaixo:

• A.

  1 e 4;

• B.

  1, 2 e 5;

• C.

  1, 4 e 6;

• D.

  1, 4 e 6;

• E.

  2, 4 e 6

Hidrogênio reage com oxigênio na presença de um catalisador, para formar vapor dágua à temperatura de 250°C e 1,5 atm. Sabendo-se que a fração molar de hidrogênio na fase volumar é de 0,4 e de oxigênio 0,5, os perfis de concentração do hidrogênio, do oxigênio e do vapor dágua, na película gasosa, são respectivamente:

• A. convexo, côncavo e convexo;
• B. linear, convexo e côncavo;
• C. côncavo, convexo e côncavo;
• D. côncavo, côncavo e convexo;
• E. linear, côncavo e convexo.