Exercícios Tema 1 - Troca De Calor Em Fluidos Compressíveis 5

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A
B
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D
E
1 Marcar para revisão
O ciclo ideal de Carnot estabelece o limite teórico superior de rendimento térmico entre duas fontes a
temperaturas distintas. Esse ciclo é composto por uma sequência de quatro processos termodinâmicos, que
ocorrem na seguinte ordem:
Remoção isobárica de calor, compressão isocórica, rejeição isobárica de calor e expansão
isentálpica.
Remoção isotérmica de calor, compressão adiabática reversível, rejeição isotérmica de calor e
expansão adiabática reversível.
Compressão politrópica, resfriamento isocórico, expansão isotérmica e aquecimento isobárico.
Aquecimento isentálpico, compressão isotérmica, resfriamento isobárico e expansão estática.
Absorção adiabática irreversível, condensação isotérmica, compressão estática e alívio de pressão.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
O ciclo de refrigeração de Carnot é composto rigorosamente por quatro processos ideais: 1) Remoção
isotérmica de calor a baixa temperatura; 2) Compressão adiabática e reversível; 3) Rejeição isotérmica de
calor a alta temperatura; 4) Expansão adiabática e reversível.
2 Marcar para revisão
Considere a análise para escolha do secador a ser utilizado em um sistema de ar comprimido. Sabe-se que a
vazão de ar comprimido é de \(4.500 m^3 / h\) a uma pressão de 10 bar e temperatura de \(50^{\circ} C\). Além
disso, verifique a tabela com os fatores de correção disponíveis. Qual deve ser a capacidade do secador?
Pressão Ar
Comprimido
Fator Correção
Pressão
Temperatura Ar
Comprimido
Fator Correção
Temperatura
4 0.86 35 1.11
5 0.92 38 1.0
6 0.96 40 0.92
7 1.0 45 0.77
8 1.03 50 0.64
9 1.05 55 0.54
10 1.08 60 0.45
Questão 1 de 10
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1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
Lista de exercícios Troca De Calor Em Fluidos Compressíveis Sair
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
12 1.11 65 0.38
14 1.14
16 1.16
18 1.19
\(8712 m^3 / h\)
\(6510 m^3 / h\)
\(4567 m^3 / h\)
\(9757 m^3 / h\)
\(7893 m^3 / h\)
Resposta correta
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Gabarito Comentado
Para o cálculo da capacidade necessária do secador a ser escolhido, temos que:
$$
Q=\frac{V}{f(P) \times f(T)}=\frac{4500}{1.08 \times 0.64}=6.510 m^3 / h
$$
3 Marcar para revisão
Em um ambiente de oceano, a pressão hidrostática tende a aumentar aproximadamente a métrica de 1 atm a
cada 10m de profundidade. Um determinado submarino encontra-se a 240m de profundidade, sendo a
pressão do ar no seu interior igual a 1 atm. Desse modo, qual será o diferencial de pressão na parte interior e
exterior do submarino?
25 atm.
24 atm.
26 atm.
27 atm.
23 atm.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
No interior a pressão será de 1 atm, porém no exterior podemos calcular da seguinte forma:
$$
P_{\text {exterior }}=1 atm+\frac{240 m}{10 m}=1 atm+24 atm=25 atm
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
$$
Dessa forma, calculando a diferença entre as pressões interna e externa, temos que: Diferença \(=25\)
atm -1 atm \(=24 atm\).
4 Marcar para revisão
O ponto de orvalho é uma variável crítica no controle de qualidade e desempenho de redes de ar comprimido.
Ele é definido conceitualmente como:
A temperatura na qual o ar comprimido atinge a velocidade máxima de transição de regime laminar
para turbulento.
A pressão mínima absoluta em que o vapor dágua presente no ar se expande totalmente no
reservatório.
A temperatura na qual o vapor dágua presente no ar se condensa, passando do estado gasoso para o
estado líquido.
A razão matemática entre a rugosidade absoluta da tubulação e o coeficiente global de troca térmica.
O nível de vácuo térmico necessário para evitar a corrosão interna por eletrólise nos compressores.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
O ponto de orvalho é a temperatura específica na qual o vapor dágua contido no ar atinge a saturação e
começa a se condensar, transformando-se de vapor em líquido.
5 Marcar para revisão
Quando falamos de ciclos frigoríficos, tratamos de um dos temas de maior importância nas rotinas
operacionais industriais. Nesse cenário, é fundamental entendermos que existem vários tipos de ciclos
frigoríficos que possuem características distintas em relação a forma como operam, assim como nas
recomendações de aplicações. Assim, sobre o ciclo frigorífico de absorção, é correto afirmar:
O ciclo por absorção emprega a força do fluido refrigerante para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo calor ao invés do trabalho mecânico.
O ciclo por absorção emprega a absorção do fluido hidráulico para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo ar comprimido ao invés do trabalho mecânico.
O ciclo por absorção emprega a absorção do fluido refrigerante para gerar o aquecimento, sendo
principalmente gerado pelo ar ao invés do trabalho elétrico.
O ciclo por absorção emprega a compactação do fluido refrigerante para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo calor ao invés do trabalho elétrico.
O ciclo por absorção emprega a absorção do fluido refrigerante para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo calor ao invés do trabalho mecânico.
A
B
C
D
E
A
B
C
Resposta correta
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Gabarito Comentado
O ciclo por absorção emprega a absorção do fluido refrigerante para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo calor ao invés do trabalho mecânico. Temos no ciclo de absorção um dos
métodos mais antigos de refrigeração, cujo princípio de funcionamento indica que o calor é absorvido por
um líquido refrigerante que se mistura com um absorvedor. Desse modo, o líquido é separado e
transferido para um gerador de vapor, local onde ocorre o aquecimento e a transformação do líquido em
vapor. Por fim, o vapor é condensado e resfriado, gerando uma nova transformação para o estado líquido
e, com isso, reiniciando todo o ciclo apresentado.
6 Marcar para revisão
A propriedade dos fluidos que quantifica a resistência interna oferecida ao escoamento, funcionando como
uma força de atrito que dificulta o deslizamento relativo entre as diferentes camadas adjacentes do fluido,
denomina-se:
Massa específica
Peso específico
Compressibilidade
Viscosidade
Expansibilidade
Resposta correta
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Gabarito Comentado
A viscosidade é a propriedade física que caracteriza a resistência de um fluido ao escoamento, atuando
como a força de atrito interno que impede as diferentes camadas do fluido de deslizarem livremente umas
sobre as outras.
7 Marcar para revisão
Durante as rotinas de compressão e tratamento de ar comprimido, o processo global de secagem é
estruturado em quatro etapas operacionais consecutivas. Quais são essas etapas?
Admissão, compressão, resfriamento e secagem.
Sucção, lubrificação, expansão e queima.
Filtragem, pressurização estática, condensação e expansão.
D
E
A
B
C
D
E
A
B
C
Adsorção, bombeamento, aquecimento e alívio.
Evaporação, recirculação, isolamento e descarga.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
As tarefas fundamentais que compõem o ciclo completo de preparação e secagem do ar comprimido na
indústria são divididas em: admissão, compressão, resfriamento e secagem.
8 Marcar para revisão
A Válvula de Expansão, assim como o compressor, condensador e inúmeros outros equipamentos, configura
um item fundamental no momento do dimensionamento de um sistema de geração de ar comprimido. Sobre a
principal funcionalidadeda Válvula de Expansão junto ao fluido refrigerante, é correto afirmar:
Controle de Pressão
Controle de Temperatura
Controle de Densidade
Controle de Fluxo
Controle de Peso
Resposta correta
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Gabarito Comentado
A Válvula de Expansão caracteriza o mecanismo de controle de fluxo do fluido refrigerante, sendo
fundamental para garantir a transferência eficaz do refrigerante do condensador para o evaporador,
executando, dessa forma, o controle da pressão e temperatura.
9 Marcar para revisão
Os conceitos presentes no Princípio de Pascal, assim como a utilização de ar comprimido carregam consigo
importantes impactos positivos. Assim, os principais benefícios da utilização do ar comprimido nas atividades
operacionais são:
Aumento da Segurança Operacional, Flexibilidade, Aumento de Custos.
Diminuição da Segurança Operacional, Flexibilidade, Aumento de Custos.
Aumento da Segurança Operacional, Flexibilidade, Redução de Custos.
D
E
A
B
C
D
E
Diminuição da Segurança Operacional, Improdutividade, Redução de Custos.
Aumento da Segurança Operacional, Improdutividade, Redução de Custos.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
: Os principais benefícios são: Segurança Operacional, já que uma alternativa mais segura é a utilização de
ferramentas pneumáticas em ambientes críticos, como, por exemplo, em áreas de alta umidade;
Flexibilidade de Aplicação, já que em utilizações mais complexas e com indisponibilidade de espaço físico,
como é o caso, por exemplo, na indústria da construção civil em obras de edificações durante
perfurações, a utilização de ferramentas pneumáticas torna-se fundamental, sendo possível o emprego de
um elevado nível de impacto e desenvolvimento de intensas forças para execução de trabalho, nesse
caso, a perfuração de rochas e solos de complexidade elevada; Redução de Custo, pois a utilização de ar
comprimido é altamente eficiente em termos energéticos, principalmente quando a operação segue
corretamente as definições realizadas durante as etapas de projeto.
10 Marcar para revisão
O ar atmosférico apresenta três propriedades físicas fundamentais para sua utilização em sistemas industriais
pneumáticos. A propriedade que permite ao ar retornar ao seu volume original após a cessação da força que
provocou sua compressão é denominada:
Compressibilidade
Elasticidade
Expansibilidade
Viscosidade cinemática
Condutibilidade
Resposta correta
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Gabarito Comentado
A elasticidade é a propriedade física do ar de tender a voltar ao seu volume e estado geométrico iniciais
após ter sofrido compressão pela aplicação de uma força mecânica externa.