AOL1 - Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos

Prévia do material em texto

22/03/2022 15:25 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_84864_1/outline/assessment/_4809138_1/overview/attempt/_17111078_1/review/inline-feedback?… 1/8
Conteúdo do exercício
Ocultar opções de resposta 
Pergunta 1 -- /1
Leia o trecho a seguir:
“Os parâmetros de Kelvin-Planck e Carnot são utilizados para determinar a eficiência de uma Máquina Térmica 
segundo a Segunda Lei da Termodinâmica. Enquanto Kelvin-Planck utiliza parâmetros obedecendo o fluxo de 
calor entre as fontes quentes e frias, Carnot utiliza a diferença de temperatura entre as fontes quentes e frias 
para determinar a eficiência do dispositivo.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
Em relação à Segunda Lei da Termodinâmica para a análise dos ciclos motores a vapor, considerando que uma 
Máquina Térmica receba 1000J de calor e opere entre as fontes de 27°C e 327°C com cerca de 80% do 
rendimento ideal, podemos afirmar que o trabalho realizado por essa máquina é de:
250 J.
500 J.
600 J.
350 J.
Resposta correta400 J.
Pergunta 2 -- /1
22/03/2022 15:25 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_84864_1/outline/assessment/_4809138_1/overview/attempt/_17111078_1/review/inline-feedback?… 2/8
Ocultar opções de resposta 
Leia o trecho a seguir:
“A condição para se aumentar o rendimento de um ciclo de potência para geração de energia consiste em 
aumentar a temperatura média com que o calor é transferido para o fluido de trabalho na caldeira ou diminuir a 
temperatura média na qual o calor é rejeitado no condensador.”
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São 
Paulo: Ed. Blucher, 2013.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado em relação ao ciclo Rankine com reaquecimento, 
analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) Com o aumento da pressão na caldeira, aumenta-se também a eficiência do ciclo.
II. ( ) A redução da pressão no condensador aumenta o trabalho líquido.
III. ( ) O aumento do teor de umidade na saída da turbina é um efeito indesejado que acontece com o aumento 
de pressão na caldeira, corrigido com o reaquecimento do vapor.
IV. ( ) O superaquecimento do vapor na caldeira, apesar de aumentar a eficiência do ciclo, aumenta 
indesejavelmente o conteúdo de umidade na saída da turbina.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
V, V, F, F. 
Resposta corretaV, V, V, F.
V, F, V, V. 
F, V, V, F. 
F, V, F, V. 
Pergunta 3 -- /1
Leia o trecho a seguir:
“No ciclo Rankine, o rendimento pode ser aumentado, pelo aumento da pressão no processo de fornecimento de 
calor. Entretanto, isso também aumenta o teor de umidade do vapor nos estágios de baixa pressão da turbina.”
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São 
Paulo: Ed. Blucher, 2013.
Considere que um ciclo real de máquina a vapor apresente um rendimento menor em virtude de suas 
irreversibilidades. Levando em conta essa situação e o conteúdo estudado sobre o ciclo Rankine com 
reaquecimento, assinale a alternativa que indica um procedimento que conduzirá a um aumento na eficiência 
térmica do ciclo Rankine.
22/03/2022 15:25 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_84864_1/outline/assessment/_4809138_1/overview/attempt/_17111078_1/review/inline-feedback?… 3/8
Ocultar opções de resposta 
Ocultar opções de resposta 
Resposta corretaReduzir a pressão de condensação.
Aumentar a temperatura de saída na bomba.
Reduzir a temperatura do vapor que entra na turbina. 
Aumentar a pressão de condensação.
Diminuir a pressão do vapor que entra na turbina.
Pergunta 4 -- /1
Leia o trecho a seguir:
“Uma turbina é um dispositivo pelo qual o trabalho é extraído de um fluido (vapor ou gás) em um conjunto de pás 
rotativas... como resultado, há uma queda de pressão da entrada para a saída e a energia mecânica é extraída 
da turbina.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos de potência de uma Máquina Térmica, 
pode-se afirmar que turbina a vapor apresenta algumas vantagens, como:
operação abrupta e alto índice de vibração.
poder ser feita reversível.
possuir baixa velocidade de rotação.
Resposta corretapossuir alta relação potência/tamanho.
necessitar lubrificação externa.
Pergunta 5 -- /1
22/03/2022 15:25 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_84864_1/outline/assessment/_4809138_1/overview/attempt/_17111078_1/review/inline-feedback?… 4/8
Ocultar opções de resposta 
Leia o trecho a seguir:
“A sustentabilidade de energia é essencial para o futuro do ser humano. Sem energia, não existe economia. Os 
problemas com sustentabilidade de recursos de água e produção de alimentos podem estar diretamente ligados 
à disponibilidade de energia”.
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
Considerando as informações apresentadas e o conteúdo estudado sobre os efeitos da variação da pressão e 
temperatura nos ciclos de potência a vapor, considere o ciclo de Rankine ideal ilustrado a seguir:
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
(Adaptado).
Admitindo que o calor rejeitado no condensador, em módulo, é cerca de 1.950 kJ/kg, e o calor recebido pela 
caldeira corresponde, em módulo, a 3.000 kJ/kg, podemos afirmar que o rendimento estimado do ciclo 
corresponde a:
img_BQ1 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q15.png
45,0%.
30,8%.
Resposta correta35,0%.
25,4%.
28,6%.
Pergunta 6 -- /1
Leia o excerto a seguir:
“Num ciclo de potência Rankine, a turbina produz trabalho a partir do vapor gerado na caldeira, contudo, este 
vapor deve estar superaquecido, para garantir total aproveitamento na extração de energia. Vapor com 
saturação ou produtos de combustão, além de reduzirem a eficiência, podem danificar a turbina.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
22/03/2022 15:25 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_84864_1/outline/assessment/_4809138_1/overview/attempt/_17111078_1/review/inline-feedback?… 5/8
Ocultar opções de resposta 
Imagine que uma caldeira esteja apresentando baixo rendimento na produção de vapor. Além disso, tem-se 
recebido reclamações do departamento de meio-ambiente de que a caldeira está com índice de poluição 
atmosférica acima do usual, com elevada quantidade de monóxido de carbono.
Considerando essas informações e o que foi estudado em relação ao ciclo Rankine, identifique qual das 
afirmativas a seguir apresenta a possível causa e uma possível solução ao problema apresentado.
Causa: a alimentação de água está ineficiente. Solução: efetuar limpeza interna na caldeira.
Causa: não há alimentação elétrica no painel da caldeira. Solução: reparar instalação elétrica da 
caldeira.
Resposta correta
Causa: a alimentação de ar para a combustão está ineficiente. Solução: ajustar o 
insuflador de ar de combustão.
Causa: a válvula de segurança da caldeira está desajustada, liberando a pressão 
desnecessariamente. Solução: calibrar a válvula para pressão acima da PMTA.
Causa: a alimentação de combustível está obstruída. Solução: desobstruir tubulação de alimentação 
de combustível.
Pergunta 7 -- /1
Leia o trecho a seguir:
“As usinas termelétricas geram eletricidade a partir de turbinas movidas a vapor. O ciclo de Rankine é um ciclo 
termodinâmico ideal que pode ser utilizado para modelar, de forma simplificada, uma usina termelétrica. A figura 
abaixo mostra de forma esquemática os elementos básicos de um ciclo de Rankine simples ideal.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
(Adaptado).
Considerando o que foi estudado no ciclo Rankine e o fatode algumas usinas termelétricas que utilizam turbinas 
a vapor se encontrarem próximas a grandes reservatórios de água, como rios e lagos, analise as afirmativas a 
seguir:
I. O ciclo de Rankine simples mostrado prevê a reutilização da energia rejeitada no condensador e, por isso, tem 
rendimento comparável ao de um ciclo de Carnot que opera entre as mesmas temperaturas.
II. A instalação de algumas usinas próximas a grandes rios se dá devido à necessidade de remover calor do 
ciclo, pela transferência de calor que ocorre no condensador, porém, com implicações ao meio ambiente.
img_BQ1 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q13.png
22/03/2022 15:25 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_84864_1/outline/assessment/_4809138_1/overview/attempt/_17111078_1/review/inline-feedback?… 6/8
Ocultar opções de resposta 
Ocultar opções de resposta 
III. Em usinas que utilizam combustíveis fósseis, o vapor gerado na caldeira é contaminado pelos gases da 
combustão e não é reaproveitado no ciclo, sendo mais econômico rejeitá-lo, causando impacto ambiental.
IV. Entre as termelétricas, as usinas nucleares são as únicas que não causam Impacto ambiental, exceto pela 
necessidade de se armazenar o lixo nuclear gerado.
Está correto apenas o que se afirma em:
Resposta corretaI e II.
I e III.
I e III.
II e IV.
III e IV.
Pergunta 8 -- /1
Leia o trecho a seguir:
“Turbinas a vapor são dispositivos das máquinas térmicas amplamente utilizadas em ciclos de potência, como 
nos ciclos de Rankine e são capazes de converter trabalho mecânico em energia elétrica”.
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica Clássica. 4ª Ed. São 
Paulo: Ed. Blucher, 2013.
Em relação às turbinas a vapor, considerando os assuntos estudados nos ciclos de potência a vapor, analise as 
afirmativas a seguir:
I. Em turbinas de reação, a pressão de vapor na entrada dos canais formados pelas palhetas é menor ou igual à 
pressão na saída.
II. Nas turbinas de ação, o vapor é parcialmente expandido em uma ou mais boquilhas fixas, antes de atingir as 
pás do rotor.
III. O expansor é um órgão essencial, pois é onde a energia de pressão do vapor se transforma em energia 
cinética.
IV. Nas turbinas a geração de energia se faz pela conversão de calor em trabalho.
Está correto apenas o que se afirma em:
II e IV.
22/03/2022 15:25 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_84864_1/outline/assessment/_4809138_1/overview/attempt/_17111078_1/review/inline-feedback?… 7/8
Ocultar opções de resposta 
II e III.
I e III.
Resposta corretaIII e IV.
I e II.
Pergunta 9 -- /1
Leia o trecho a seguir:
“Nas máquinas à vapor o movimento é alternativo e causado pela expansão do vapor em um conjunto pistão-
cilindro. Nele, o sentido de rotação pode ser invertido e por apresentarem movimento alternativo, as máquinas a 
vapor produzem mais vibração do que uma turbina a vapor que produza saída de potência análoga.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São Paulo: Ed. Trilha, 2016.
Com relação aos ciclos de potência a vapor, ao se comparar máquinas a vapor e a turbinas a vapor, é correto 
afirmar que:
a rotação da máquina a vapor equivale à rotação da turbina a vapor.
a máquina a vapor dispensa o uso do mecanismo biela-manivela.
Resposta correta
uma a máquina a vapor pode inverter o sentido de rotação, ao passo que a turbina 
a vapor mantém inalterado o sentido de rotação.
as vibrações da máquina a vapor são menores do que as da turbina a vapor.
a máquina a vapor possui um baixo conjugado de partida, enquanto na turbina o conjugado do vapor 
é alto.
Pergunta 10 -- /1
22/03/2022 15:25 Comentários
https://sereduc.blackboard.com/ultra/courses/_84864_1/outline/assessment/_4809138_1/overview/attempt/_17111078_1/review/inline-feedback?… 8/8
Ocultar opções de resposta 
Leia o trecho a seguir:
“Desde a antiguidade, fatos históricos relatam o uso de máquinas que utilizavam o calor como fonte de energia 
para, de alguma forma, promover o desenvolvimento da humanidade e a Segunda Lei da Termodinâmica é o 
princípio que rege o funcionamento destas máquinas. O grande salto no desenvolvimento destas máquinas se 
deu por volta do século XIX com o advento da Revolução Industrial, impulsionando sua inserção na indústria e 
transporte.”
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
(adaptado).
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos motores a vapor, de acordo com a 
Segunda Lei da Termodinâmica, é correto afirmar que:
uma Máquina Térmica pode ter um rendimento de até 100%.
uma Máquina Térmica sempre será capaz de converter todo o calor retirado de uma fonte quente em 
trabalho.
uma Máquina Térmica obedece ao fluxo de calor sempre da fonte fria para a fonte quente.
Resposta correta
uma Máquina Térmica sempre rejeita parte do calor retirado da fonte quente para a 
fonte fria.
uma Máquina Térmica possui um ciclo cujo calor retirado da fonte quente é sempre igual à soma do 
trabalho e do calor rejeitado para a fonte fria.