Questões de Engenharia Química da Fundação CESGRANRIO (CESGRANRIO)

Considere um reator batelada retangular cujas paredes possuam uma espessura de 10 cm e condutividade térmica igual a 20 W m^-1 K^-1. O reator se encontra em um ambiente cuja temperatura é igual a 20 ªC e o coeficiente de convecção externo sobre as paredes do tanque é igual a 25 W m^-2 K^-1. Além disso, sabe-se que o coeficiente de convecção interno do fluido no reator sobre as paredes é 40 W m^-2 K^-1. Por questão de segurança, a temperatura da parede externa do reator não pode ultrapassar 50 ºC. Nessas condições, a temperatura máxima, em ºC, que o fluido pode operar no reator, é igual a

• A. 87,5
• B. 80,5
• C. 75
• D. 72,5
• E. 67

Quando um fluido em movimento encontra uma superfície sólida com temperatura diferente, haverá a formação de uma camada limite térmica, onde a transferência de calor ocorrerá devido à convecção de calor. Analise, a seguir, as afirmativas referentes a esse processo.

I – O coeficiente de transferência de calor será o mesmo ao longo de toda a superfície.

II – No interior da camada limite, a temperatura varia em duas direções.

III – O número de Nusselt é definido como o gradiente de temperatura adimensional na superfície, sendo que esse número dá uma ideia da intensidade da transferência de calor entre a superfície e o fluido.

IV – Só faz sentido falar em camada limite laminar, uma vez que a velocidade do fluido em seu interior é muito baixa.

V – Se a superfície sólida for uma placa plana com rugosidade nula, então não haverá resistência ao escoamento do fluido e à transferência de calor por convecção.

São corrretas as afirmativas

• A. II e III, apenas.
• B. I, III e V, apenas.
• C. I, IV e V, apenas.
• D. II, III e V, apenas.
• E. I, II, III, IV e V.

O coeficiente de transferência de calor é um parâmetro muito importante para estudar transferência de calor por convecção. A esse respeito, tem-se que

• A. de uma forma geral, as correlações para estimar o valor do coeficiente de transferência de calor para várias geometrias são funções do número de Reynolds e de Prandtl, tanto para convecção natural como forçada.
• B. quando um fluido encontra um feixe de tubos, o valor do coeficiente de película não depende do arranjo (alternado ou alinhado) da matriz de tubos.
• C. embora conhecida como lei de Newton do resfriamento, ela não é verdadeiramente uma lei, mas uma equação de definição do coeficiente de película.
• D. em um escoamento laminar de fluidos através de tubos, o número de Nusselt (que contém o coeficiente de transferência de calor) será sempre dado por um valor constante.
• E. no caso de um processo em que um dos fluidos muda de fase, o coeficiente de transferência de calor tem um valor próximo daquele da convecção forçada sem mudança de fase.

• A. W = C_v(T₂ - T₁) e Q = 0
• B. W = Q = C_p(T₂ - T₁)
• C.
• D. W = Q = 0
• E.

A eficiência térmica máxima de um ciclo de potência que recebe a transferência de calor de gases quentes à temperatura de 500 K e descarrega energia por transferência de calor para a atmosfera a 300 K é de

• A. 25%
• B. 30%
• C. 35%
• D. 40%
• E. 45%

• A.
• B.
• C.
• D.
• E.

A curva característica de uma bomba centrífuga é Q² + 2 H² = 3 em que Q é vazão volumétrica de líquido em metros cúbicos por segundo e H é a carga correspondente em metros de coluna de líquido. Se a curva de um sistema de tubos, conexões e outros acessórios, para o mesmo líquido, é H = (2)^1/2Q² e, se a bomba vier a ser usada no referido sistema, a vazão volumétrica com que ela irá operar, em m³ /s, é

• A. 1/2
• B. (2)^1/2/2
• C. 1/3
• D. (3)^1/2/3
• E. (3)^1/2/2

Uma bomba centrífuga com curva característica do tipo Q² = y – w H², em que Q é vazão volumétrica, H é carga expressa em altura de coluna de líquido, sendo y e w constantes dimensionais, é usada na transferência de um solvente entre dois tanques. A tubulação a jusante da bomba tem diâmetro D e, devido a problemas de corrosão, será substituída por outra de diâmetro 0,8 D. Em decorrência dessa modificação, a carga positiva de sucção (CPS), disponível na instalação de bombeamento,

• A. não vai se alterar.
• B. diminuirá de 20%.
• C. diminuirá de 40%.
• D. diminuirá de 64%.
• E. aumentará.

• A.
• B.
• C.
• D.
• E.

Um fluido escoa com vazão constante, de cima para baixo, da seção transversal A para a seção transversal B de uma tubulação vertical de diâmetro uniforme. Supondo-se que o fluido é ideal/invíscido e incompressível, entre A e B ocorre, no fluido, conversão de carga de

• A. velocidade em carga de altura.
• B. velocidade em carga de pressão.
• C. altura em carga de pressão.
• D. altura em carga de velocidade.
• E. pressão em carga de velocidade.