_av3 maq fluxo 3001 30 11

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NOTA DA PROVA = 10,0 PONTOS 
 
 
1- Para a distribuição de ar em um ambiente interno isento de contaminantes em concentrações 
prejudiciais e na qual a maioria de ocupantes não expressem insatisfação, A American society of 
heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) recomenda-se um indicie de 
satisfação próximo de 80 % do total de ocupantes. Em uma sala de aula podemos trabalhar com 
uma taxa de Renovação de ar em torno de 8 litros por segundo, por pessoa. 
Considerando que um ventilador trabalha com uma pressão total igual a 60 mmH20 e com 
uma vazão de 2500 m3 /h. O ventilador é acionado por um motor elétrico monofásico de 220V o 
qual é acoplado diretamente ao eixo ventilador. Em operação o ventilador demanda uma corrente 
de 3,0A. Determinar: 
 
(a) A potência útil em kw, dada por �̇�ℎ = �̇�Δ𝑃 , onde �̇�é a vazão volumétrica em m
3/s e Δ𝑃 a 
diferença de pressão gerada pelo ventilador em mcar. : (1,0 PONTO) 
(b) A potência no eixo do ventilador dada por �̇�𝑒 = �̇�ℎ/𝜂𝑡. (1,0 PONTO) 
(c) o rendimento global do ventilador, dada por 𝜂𝑔 = �̇�𝑒/̇ �̇��̇�. Obs. Considere o termo cosφ≈ 
0,8 onde cosφ é o fator de potência do motor e ηm rendimento do motor elétrico, (1,0 PONTO) 
 
2- Considerando o sistema abaixo da instalação de uma turbina Francis, considere uma vazão de 
200 m3/s e desnível entre o reservatório de sucção e recalque de 86 m, considere massa específica 
da água de 1000 kg/m3. Material construtivo: aço rebitado com coeficiente de Hazen-Willians de 
90. Como poderíamos selecionar a máquina mais apropriada para esta instalação? ( 
 
INSTRUÇÕES 
 A prova é individual com duração de 100’;  Resposta apenas em caneta azul ou preta; 
 Não é permitido o uso de telefone celular – mantenha-o desligado;  É permitido o uso de calculadora, se necessário; 
 Questões objetivas resposta válida apenas na própria questão;  RASURAS anulam sua questão objetiva; 
 Questões subjetivas apenas na folha de resposta da IES – devolva todas;  O uso de corretivo apenas nas questões subjetivas; 
 Qualquer ato ilícito penalizará sua prova BOA PROVA! 
 
CURSO: ENGENHARIA MECÂNICA 
PROFESSOR: M.ENG ROGER BARROS DA CRUZ 
DISCIPLINA: MÁQUINAS DE FLUXO 
ALUNO(A):_______________________________________________________________ 
TURMA: EM 3001 SALA: _________ DATA: 30 /11/ 2021. 
 AV3 
 
 
Nota da Prova: _______________ 
 
 
 
Assinatura Profº.: ______________________ 
 
(a) A pressão registrada no manômetro instalado em sua entrada, carga 
manométrica 𝐻𝑚 =
𝑃𝑒
𝜌𝑔
+
𝑉𝑒
2−𝑉𝑠
2
2𝑔
+ 𝑍𝑒 − 𝑍𝑠 ± 𝑎 = 𝐻𝑔𝑒𝑜 + ℎ𝑙 considerando a equação de Hazen-
Willians ℎ𝑙 = 10,643. �̇�
1,85. 𝐷−4,87. 𝜆−1,85. 𝐿 (1,0 PONTO) 
(b) Potência efetiva considerando �̇�𝑒 = �̇�ℎ. 𝜂𝑡 e �̇�ℎ = 𝜌𝑔�̇�𝐻𝑚 , onde �̇� é a vazão 
volumétrica em m3/s, g a aceleração da gravidade em m3/s, 𝜌 a massa específica da água e 𝐻𝑚 a 
carga manométrica do sistema considerando as perdas de carga em mca. (1,0 PONTO) 
(c) O tipo de turbina a ser utilizada, utilizando a rotação específica 𝑛𝑞 = 1000. 𝑛.
√�̇�
𝑌3/4
⁄ 
, a rotação da turbina aproximadamente é dada por 𝑛1 = 5,58𝑛. 𝑌
−0,265. �̇�−0,5 (1,0 PONTO) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3- Na operação de uma usina termelétrica utiliza-se vapor d á́gua gerado por uma caldeira, no 
qual é admitido em uma turbina operando em regime permanente com uma vazão mássica de 2 
kg/s. As variações das energias potencial e cinética entre a entrada e a saída da turbina podem 
ser desprezadas. A taxa de transferência de calor entre a turbina e a vizinhança é de - 50 kW. 
 
 
 
Considerando-se que a entalpia na entrada é dada por 3.000 kJ/kg e na saída por 2.250 kJ/kg, a 
potência, em kW, desenvolvida pela turbina é: (2,0 pontos) 
 
4- No ciclo de Rankine ilustrado na figura acima, o calor rejeitado no condensador vale em módulo 
1.950 kJ/kg, e o calor recebido na caldeira corresponde em módulo a 3.000 kJ/kg. Com base 
nesses dados, para o rendimento do ciclo, tem-se: (2,0 PONTOs) 
 
 
que transfere energia dos gases de exaustão de uma ou mais turbinas a gás para a substância 
de trabalho do ciclo Rankine; 
II- Em um ciclo combinado de turbina a gás e turbina a vapor, a caldeira do ciclo a vapor é 
substituída por um trocador de calor que transfere energia dos gases de exaustão de uma ou 
mais turbinas a gás para a substância de trabalho do ciclo Rankine; 
III- No ciclo termodinâmico que melhor modela uma turbina a gás, é correto afirmar que o ar que 
passa pelo compressor em condições ambientes aumenta a respectiva temperatura a partir de 
uma compressão isotérmica; 
 
Julgue qual alternativa expressa as afirmações acima ditas: (1,0 ponto) 
 
(a) Somente os itens I e II estão corretos; (d) Somente o item III está correto; 
(b) Os itens I e III estão corretos, e III errado; (e) Todos os itens estão incorretos; 
(c) Somente os itens II e III estão corretos; 
 
3- Na operação de uma usina termelétrica utiliza-se vapor d´água gerado por uma caldeira, no qual é 
admitido em uma turbina operando em regime permanente com uma vazão mássica de 2 kg/s. As 
variações das energias potencial e cinética entre a entrada e a saída da turbina podem ser desprezadas. 
A taxa de transferência de calor entre a turbina e a vizinhança é de - 50 kW. 
 
Considerando-se que a entalpia na entrada é dada por 3.000 kJ/kg e na saída por 2.250 kJ/kg, a 
potência, em kW, desenvolvida pela turbina é: (1,0 ponto) 
 
(a) 650 
(b) 838 
(c) 1.450 
(d) 1.620 
(e) 1.840 
 
4- “A cogeração de energia se traduz na produção simultânea de duas ou mais utilidades - calor de 
processo e energia eletromecânica, a partir de uma mesma fonte energética. Isto pode resultar no 
benefício econômico da redução de custos de combustíveis, quando comparada à produção das 
utilidades em separado, e também em benefícios ambientais como a redução de emissões de poluentes 
decorrentes da queima de combustíveis.” (A cogeração e sua inserção ao sistema elétrico, Barja, Gabriel 
De Jesus Azevedo, 2006) 
 
A melhor alternativa que consolida o argumento do autor quanto aos sistemas de cogeração é: (1,0 
ponto) 
 
(a) Utilização de biocombustíveis no processo de geração de energia elétrica. 
(b) Utilização da energia elétrica através de geradores de emergência, ligados no período em que 
o custo da energia fornecida pela concessionária é alto. 
(c) Comercialização do total ou de parte da energia produzida por uma indústria, a qual possui 
geração própria, por sua conta e risco.