1 Lista - Conversão de Unidades e Variáveis de Processo

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Universidade Federal do Amazonas
Faculdade de Tecnologia
Departamento de Engenharia Química
Curso de Engenharia Química
Lista 1 - Conversão de Unidades e Variáveis de Processo
Dados de Identi�cação
Disciplina: Princípios dos Processos Químicos
Professor: Nazareno Braga
Aluno(a):
1. Uma coluna de mercúrio (massa especí�ca = 13, 6 g/cm3) tem 0,12 in de diâmetro e
2,36 ft de altura. Calcule o peso da coluna em Newtons, em lbf e a massa em lbm.
2. Faça a conversão dos seguintes valores:
[a] 26 milhas/h para ft/s;
[b] 46,8 cm
5
s5g
para m
5
dia5kg
;
[c] 1,3 km/s para milhas/h;
[d] 300 J/min para hp;
[e] 30 ft3/min2 para in3/s2.
3. Uma quantidade é dada como 200 ft.lbf/min.ton. Expresse-a:
[a]No sistema SI;
[b]No sistema CGS.
4. O �FERN� é de�nido como a unidade de força requerida para acelerar a massa de um �bung� com a
aceleração da gravidade na superfície da lua (em m/s2) que é igual a 1/6 da aceleração normal da
gravidade na Terra.
[a] Qual o gc deste sistema?
[b] Qual o peso de um objeto de 3 bungs na lua (em Ferns)? E na Terra?
5. O número de Reynolds é um importante número adimensional, dado por:
Re =
DUρ
µ
onde:
D = diâmetro ou comprimento;
U = alguma velocidade característica;
ρ = massa especí�ca do �uido;
µ = viscosidade do �uido.
Calcule o número de Reynolds para os seguintes casos:
1 2 3 4
D 2 in 20 ft 1 ft 2 mm
U 10 ft/s 10 mi/h 1 m/s 3 cm/s
ρ 62, 4 lbm/ft
3 1 lbm/ft
3 12, 5 kg/m3 25 lbm/ft
3
µ 0, 3 lbm/h.ft 0, 14× 10−4 lbm/s.ft 2× 10−6 centipoise (cP) 1× 10−6 centipoise (cP)
6. Um gás combustível apresenta a seguinte composição molar: CH4 (20%), C2H6 (5%) e CO2 (75%).
Calcule a composição percentual em massa deste combustível.
7. A equação:
∆P =
14LV µ
D2
é dimensionalmente homogênea? (∆P é a variação de pressão, lbf/ft
2; 14 é uma constante adimen-
sional; L é o comprimento do tubo, ft; V é a velocidade do �uido, ft/s; µ é a viscosidade do �uido,
lbm/ft.s; D é o diâmetro do tubo, ft.) Caso não seja, qual a quantidade deve ser incluída no lado
direito da equação para torná-la homogênea?
8. O volume de uma barra de ferro varia coma temperatura de acordo com a fórmula:
V (cm3) = 100 + 3, 55× 10−3T (oC)
[a] Quais as unidade de 100 e 3, 55× 10−3;
[b] Calcule o volume da barra em (in3) a uma temperatura de 212 oF;
[c] Obtenha uma equação para V (in3) em função de T (oF ).
9. A densidade do nitrobenzeno é 1,20.
[a] Calcule a massa em kg de 250 L de nitrobenzeno;
[b] Calcule a vazão volumétrica em mL/min correspondente à vazão mássica de 330 lbm de
nitrobenzeno por hora.
10. Os números de BIOT e GRASHOF são parâmetros utilizados no estudo da transferência de calor,
sendo:
Bi =
h(V/A)
K
e
Gr =
D3ρ2gβ∆T
µ2
onde
h = Q
tL2T
→ coef. de transferência de calor convectivo.
K = Q
tLT
→ condutividade térmica do �uido.
Sendo que as seguintes dimensões e variáveis estão envolvidas:
L = comprimento;
M = massa;
t = tempo;
T = temperatura;
Q = energia;
D = diâmetro do tubo;
V = volume;
A = área;
g = aceleração da gravidade;
ρ = massa especí�ca do �uido.
µ = viscosidade do �uido = M
Lt
[a] Analise dimensionalmente o número de BIOT?
[b] Sabendo que o número de GRASHOF é adimensional, quais são as dimensões de β (coe�ciente
de expansão térmica do �uido).