AOL 04 - SISTEMAS TÉRMICOS E FLUIDOMECÂNICOS

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AOL 04 – SISTEMAS TÉRMICOS E FLUIDOMECÂNICOS 
 
1. SUPONHA UM SISTEMA CONDENSADOR ONDE É UTILIZADA DETERMINADO FLUIDO 
DE TRABALHO. A TAXA DE TRANSFERÊNCIA E DE CALOR É DE 200 W. O FLUIDO ENTRA 
NO SISTEMA DE RESFRIAMENTO À 54ºC E DEIXA O SISTEMA A 70ºC. O VALOR DO 
CALOR ESPECÍFICO DO FLUIDO FRIO É 5,2 J/KG.K. CONSIDERANDO ESSAS 
INFORMAÇÕES E O CONTEÚDO ESTUDADO SOBRE MÉDIA LOGARÍTMICA, É 
CORRETO AFIRMAR QUE A VAZÃO MÁSSICA DE ÁGUA NECESSÁRIA PARA O 
RESFRIAMENTO É: 
 
A. -2,4 KG/S. 
B. 4,5 KG/S.C. 
C. 6,9 KG/S. 
D. 2,4 KG/S. (CORRETA) 
E. -12,5 LG/S. 
 
2. UTILIZAR A MÉDIA ARITMÉTICA PARA DETERMINAR A MÉDIA DAS TEMPERATURAS 
NOS FLUIDOS QUENTE E FRIO DE UM TROCADOR DE CALOR, NÃO É EFETIVAMENTE 
ADEQUADO. ISSO SE DEVE AO FATO DOS VALORES DA TEMPERATURA DOS FLUIDOS 
QUENTE E FRIO SE ALTERAREM NO DECORRER DO TROCADOR DE CALOR. UMA 
SOLUÇÃO PARA ISSO É A UTILIZAÇÃO DA DIFERENÇA MÉDIA DE TEMPERATURA 
LOGARÍTMICA. SUPONHA QUE EXISTE UM TROCADOR CUJA DIFERENÇA DE 
TEMPERATURA ENTRE O VAPOR E A ÁGUA DE RESFRIAMENTO NAS DUAS 
EXTREMIDADES, SEJA, RESPECTIVAMENTE, 20ºC E 22ºC. A PARTIR DESSAS 
INFORMAÇÕES E DO CONTEÚDO ESTUDADO, A EQUAÇÃO QUE APRESENTA A 
DIFERENÇA MÉDIA DA TEMPERATURA LOGARÍTMICA É: 
 
A. ∆𝑻𝒍𝒎 =
𝟐
𝐋𝐍⁡(
𝟐𝟐
𝟐𝟎
)
. (CORRETA) 
B. ∆𝑇𝑙𝑚 =
−20+22
LN⁡(−
22
20
)
. 
C. ∆𝑇𝑙𝑚 =
−20−22
LN⁡(
22
20
)
 
D. ∆𝑇𝑙𝑚 =
−20−22
LN⁡(
20−22
20
)
. 
E. ∆𝑇𝑙𝑚 =
−20−22
LN⁡(
20−22
20
)
. 
 
3. A TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM UM TROCADOR ENVOLVE DOIS PROCESSOS: 
CONDUÇÃO E CONVECÇÃO. NORMALMENTE, PARA A ANÁLISE DOS PERMUTADORES 
DE CALOR, É CONVENIENTE TRABALHAR COM O COEFICIENTE GLOBAL DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR, UMA VEZ QUE ESTE REFERE-SE À UMA COMBINAÇÃO 
DE TODAS AS RESISTÊNCIAS TÉRMICAS DO TROCADOR. CONSIDERANDO ESSAS 
INFORMAÇÕES E O CONTEÚDO ESTUDADO SOBRE TROCADORES DE CALOR, ANALISE 
AS AFIRMATIVAS A SEGUIR. 
 
I. TROCADORES DE CALOR DO TIPO CASCO TUBO UTILIZAM A CONDUÇÃO 
PARA A TRANSFERÊNCIA DE CALOR DO FLUIDO QUENTE PARA A PAREDE DO 
TUBO; E CONVECÇÃO PARA A TRANSFERÊNCIA DE CALOR NO DECORRER DA 
PAREDE. 
II. O TROCADOR DUPLO TUBO É UM TIPO SIMPLES, DESENVOLVIDO DE FORMA 
ESPECÍFICA PARA UTILIZAÇÃO NA FORMA DE ESCOAMENTO PARALELO, JÁ 
QUE É IMPOSSÍVEL, NESSA CONFIGURAÇÃO, UTILIZAR A FORMA DE 
CONTRACORRENTE. 
III. A TRANSFERÊNCIA DE CALOR DO FLUIDO QUENTE PARA A PAREDE OCORRE 
POR CONVECÇÃO; NO DECORRER DA PAREDE, OCORRE POR CONDUÇÃO; E, 
FINALMENTE, DA PAREDE PARA O FLUIDO QUENTE, OCORRE, TAMBÉM, POR 
CONVECÇÃO. 
IV. OS TROCADORES DO TIPO DUPLO TUBO SÃO SIMPLES E PODEM SER 
MONTADOS NA FORMA DE ESCOAMENTO PARALELO E DE ESCOAMENTO 
CONTRACORRENTE (DIREÇÃO DO FLUIDO QUENTE E DO FLUIDO FRIO, 
OPOSTAS). 
 
ESTÁ CORRETO APENAS O QUE SE AFIRMA EM: 
 
A. II E III. 
B. II E IV. 
C. III E IV. (CORRETA) 
D. I, III E IV. 
E. I E II. 
 
4. TROCADORES DE CALOR COMPACTOS SÃO AQUELES QUE POSSUEM DENSIDADE DE 
ÁREA (RAZÃO ENTRE ÁREA E VOLUME DO TROCADOR) SUPERIOR À 700 M2/M3. UM 
EXEMPLO COMUM É O RADIADOR DE UM AUTOMÓVEL. SEU FORMATO E SUA 
MONTAGEM PERMITEM O ALCANCE DE TAXAS ELEVADAS DE TRANSFERÊNCIA DE 
CALOR ENTRE OS FLUIDOS QUENTE E FRIO. CONSIDERANDO ESSAS INFORMAÇÕES E 
O CONTEÚDO ESTUDADO SOBRE OS TROCADORES DE CALOR COMPACTOS, É 
CORRETO AFIRMAR QUE: 
 
A. NOS TROCADORES DE CALOR COMPACTOS, A ÁREA DA SUPERFÍCIE DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR DEVE SER LISA PARA FACILITAR O ESCOAMENTO DO 
FLUIDO E PASSAGEM PELOS TUBOS. 
B. NOS TROCADORES DE CALOR COMPACTOS, OS DOIS FLUIDOS POSSUEM DIREÇÕES 
PERPENDICULARES, OU SEJA, FUNCIONAM EM ESCOAMENTO CONTRACORRENTE, O 
QUE FAVORECE A TROCA DE CALOR. 
C. APESAR DE SEREM COMPACTOS, OS TROCADORES DE CALOR COMPACTOS 
APRESENTAM ALTO VALOR DE COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR 
EM VIRTUDE DO SEU FORMATO EM DUPLO TUBO. 
D. A UTILIZAÇÃO DE CHAPAS FINAS, ALETADAS OU ONDULADAS, COM ESTREITOS 
ESPAÇOS NAS PAREDES QUE SEPARAM OS FLUIDOS, É UMA DAS SOLUÇÕES PARA 
O PROJETO E EXECUÇÃO DE TROCADORES COMPACTOS. (CORRETA) 
E. OS TROCADORES COMPACTOS, COMO OS RADIADORES DE AUTOMÓVEIS, UTILIZAM 
A ESTRUTURA DE DUPLO TUBO PARA MINIMIZAR O TAMANHO DA SUA 
CONSTRUÇÃO, PORÉM, SÃO INSUFICIENTES. 
 
5. TROCADORES DE CALOR SÃO, ANTES DE MAIS NADA, DISPOSITIVOS CAPAZES DE 
AUXILIAR NO PROCESSO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR. GERALMENTE, SÃO 
PROJETADOS EM MATERIAIS COM ALTA CONDUTIVIDADE TÉRMICA E PERMITEM 
QUE FLUIDOS DISTINTOS POSSAM TROCAR CALOR ENTRE SI, SEM CONTATO DIRETO. 
CONSIDERANDO ESSAS INFORMAÇÕES E O CONTEÚDO ESTUDADO SOBRE DOS 
TROCADORES DE CALOR, É CORRETO AFIRMAR QUE: 
 
A. O PROCESSO DE TROCA DE CALOR NOS PERMUTADORES ENVOLVE CONDUÇÃO, 
CONVECÇÃO E IRRADIAÇÃO. 
B. FLUIDOS DE TRABALHO SÃO NECESSÁRIOS NOS TROCADORES, POIS AUXILIAM NO 
PROCESSO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR. ESSE CALOR É TRANSMITIDO DO FLUIDO 
QUENTE PARA A PAREDE, POR CONDUÇÃO. 
C. FLUIDOS DE TRABALHO SÃO NECESSÁRIOS NOS TROCADORES, POIS AUXILIAM NO 
PROCESSO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR. O CALOR É TRANSMITIDO DO FLUIDO 
QUENTE PARA A PAREDE ATRAVÉS DO PROCESSO DE IRRADIAÇÃO. 
D. UMA DAS CONFIGURAÇÕES MAIS UTILIZADAS NESSE PROCESSO É A DO TUBO 
CASCO OU CASCO E TUBO, QUE CONSISTE EM UM FEIXE DE TUBOS INSERIDOS EM 
UMA CONCHA, NORMALMENTE, CILÍNDRICA. (CORRETA) 
E. OS TROCADORES DE CALOR APRESENTAM, EM SEU PROJETO, MATERIAIS NÃO 
CORROSIVOS, O QUE IMPEDE A OCORRÊNCIA DE INCRUSTAÇÃO. ISSO SE DÁ PELA 
FALTA DE POSSIBILIDADES DE LIMPEZA EM SITUAÇÕES DE CORROSÃO. 
 
6. A INCRUSTAÇÃO É UM FENÔMENO QUE OCORRE, GERALMENTE, COM O PASSAR DO 
TEMPO, NA UTILIZAÇÃO DE UM TROCADOR DE CALOR. PORTANTO, NÃO É UM 
FENÔMENO SENTIDO EM CURTO PRAZO. OCORRE QUE ALGUNS DEPÓSITOS SE 
FORMAM NA SUPERFÍCIE DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR, CAUSANDO AUMENTO DA 
RESISTÊNCIA AO ESCOAMENTO. COM BASE NESSAS INFORMAÇÕES E NO 
CONTEÚDO ESTUDADO SOBRE O TÓPICO, ANALISE AS AFIRMATIVAS A SEGUIR E 
ASSINALE V PARA A(S) VERDADEIRA(S) E F PARA A(S) FALSA(S). 
 
I. ( ) A INCRUSTAÇÃO DEPENDE, DENTRE OUTROS FATORES, DA TEMPERATURA 
DE TRABALHO DO TROCADOR E DA VELOCIDADE DE ESCOAMENTO DOS 
FLUIDOS, ALÉM DO TEMPO DE SERVIÇO. 
II. ( ) NA ANÁLISE DE TROCADORES, OU MESMO NO PROJETO, NÃO SE DEVE 
CONSIDERAR O FATOR DE INCRUSTAÇÃO NOS CÁLCULOS, POIS ESTES 
PODERÃO RETORNAR VALORES INCORRETOS. 
III. ( ) O FATOR DE INCRUSTAÇÃO, EM CONDIÇÕES NORMAIS, TENDE A 
AUMENTAR SE A TEMPERATURA DE TRABALHO AUMENTAR, E A DIMINUIR 
COM O AUMENTO DA VELOCIDADE DE ESCOAMENTO. 
IV. ( ) O PROBLEMA DA INCRUSTAÇÃO PODE SER FACILMENTE RESOLVIDO SE 
APLICADOS MATERIAIS ANTIOXIDANTES AO PROJETO, QUE SÃO MAIS 
BARATOS E EFICIENTES. 
 
AGORA, ASSINALE A ALTERNATIVA QUE APRESENTA A SEQUÊNCIA CORRETA: 
 
A. F, F, V, V. 
B. V, F, F, F. 
C. V, F, V, F. (CORRETA) 
D. F, V, F, V. 
E. V, V, V, F. 
 
7. É POSSÍVEL PENSAR EM UM TROCADOR DE CALOR COMO SENDO FORMADO POR 
TRÊS TRANSMISSÕES DE CALOR: CONVECÇÃO DO FLUIDO QUENTE QUE TROCA 
CALOR COM A PAREDE DO TROCADOR; CONDUÇÃO PARA A PROPAGAÇÃO DO 
CALOR PELA PAREDE DO TROCADOR; E, FINALMENTE, PELA TROCA DE CALOR DA 
PAREDE PARA O FLUIDO FRIO, TAMBÉM POR CONVECÇÃO. CONSIDERANDO ESSAS 
INFORMAÇÕES E O CONTEÚDO ESTUDADO SOBRE PROCESSOS DE TRANSFERÊNCIA 
DE CALOR NOS TROCADORES, ESTÁ CORRETO AFIRMAR QUE: 
 
A. AS TROCAS DE CALOR DENTRO DE UM CONDENSADOR PROMOVEM A RETIRADA DE 
CALOR DO FLUIDO A SER RESFRIADO, FAZENDO COM QUE O FLUIDO DE TRABALHO 
VAPORIZE. 
B. O COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR ESTÁ RELACIONADO COM 
AS RESISTÊNCIAS AO FLUXO DE CALOR E PODE TER VALORES NUMÉRICOS 
DIFERENTES EM SUAS SUPERFÍCIES. (CORRETA) 
C. EM SITUAÇÕES NAS QUAIS A ESPESSURA DA PAREDE DO TUBO INTERNO DE UM 
TROCADOR DE CALOR É DESPREZÍVEL E SUA CONDUTIVIDADE TÉRMICA TAMBÉM É 
PEQUENA, DEVE-SE DESCONSIDERAR A RESISTÊNCIA DA PAREDE DOS CÁLCULOS. 
D. A UTILIZAÇÃO DA REDE DE RESISTÊNCIAS DEVE SER EVITADA NA ANÁLISE E PROJETO 
DE TROCADORES DE CALOR, POIS SERVE PARA POUCOS CASOS QUE SÃO EXCEÇÕES 
À REGRA GERAL DE PROJETO. 
E. O COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR É MAIS INFLUENCIADO PELO 
MAIOR VALOR DOS COEFICIENTES DE CONVECÇÃO DOS FLUIDOS QUENTE E FRIO. 
LOGO, O MAIOR COEFICIENTEDE CONVECÇÃO TERÁ MAIOR INFLUÊNCIA SOBRE O 
VALOR FINAL DO COEFICIENTE. 
 
8. O COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM UM TROCADOR DE 
CALOR DE DUPLO TUBO, É DETERMINADO PELOS COEFICIENTES DE TRANSFERÊNCIA 
DE CALOR POR CONVECÇÃO, DENTRO E FORA DO TUBO. SABE-SE QUE O 
COEFICIENTE GLOBAL É MAIS INFLUENCIADO PELO VALOR DO MENOR COEFICIENTE 
DE CONVECÇÃO. EM SITUAÇÕES EM QUE A CONDUTIVIDADE DA PAREDE É ELEVADA 
E SUA ESPESSURA É PEQUENA, A RESISTÊNCIA AO FLUXO OCASIONADA PELA 
PAREDE PODE SER DESCARTADA. CONSIDERANDO ESSAS INFORMAÇÕES E O 
CONTEÚDO ESTUDADO, É CORRETO AFIRMAR QUE O COEFICIENTE GLOBAL DE 
TRANSFERÊNCIA DE CALOR, EM UM SISTEMA QUE POSSUI COEFICIENTE DE 
CONVECÇÃO DE 100 W/M².K E 50 W/M².K DENTRO E FORA DO TUBO, É: 
 
A. 50 W/M².K. 
B. 95,52 W/M².K. 
C. 25 W/M².K. 
D. 33,33 W/M².K. (CORRETA) 
E. 80 W/M².K. 
 
9. A AÇÃO DO TEMPO COSTUMA SER IMPLACÁVEL COM OS TROCADORES DE CALOR. 
NORMALMENTE, COM O AVANÇO DA UTILIZAÇÃO DO TROCADOR, OCORRE O 
FENÔMENO DA INCRUSTAÇÃO, CARACTERIZADO PELO DEPÓSITO DE PARTÍCULAS 
NA SUPERFÍCIE DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR. SUPONHA UM TROCADOR DE CALOR 
EM QUE O FATORES DE INCRUSTAÇÃO DA SUPERFÍCIE INTERNA E EXTERNA SEJAM, 
RESPECTIVAMENTE, 5.10-4 M2.K/W E 8.10-4 M2.K/W; AS ÁREAS DAS SUPERFÍCIES 
INTERNA E EXTERNA SEJAM, RESPECTIVAMENTE, 5.10-2 M2 E 6.10-2 M2; E A 
RESISTÊNCIA TOTAL À TRANSFERÊNCIA DE CALOR SEJA IGUAL A 0,05 K/W. 
CONSIDERANDO ESSAS INFORMAÇÕES E O CONTEÚDO ESTUDADO, É CORRETO 
AFIRMAR QUE O PERCENTUAL DA RESISTÊNCIA TÉRMICA DESSE TROCADOR, DEVIDO 
À INCRUSTAÇÃO, É IGUAL A: 
 
A. 21%. 
B. 36%. 
C. 12%. 
D. 46,5%. (CORRETA) 
E. 28%. 
 
10. A CAPACIDADE TÉRMICA É O PRODUTO DA VAZÃO MÁSSICA DOS FLUIDOS PELO 
CALOR ESPECÍFICO DESTES. UTILIZA-SE A CAPACIDADE TÉRMICA PARA AUXILIAR NO 
DESENVOLVIMENTO MATEMÁTICO DO TROCADOR, UMA VEZ QUE RELACIONA, EM 
UMA MESMA VARIÁVEL, A VAZÃO MÁSSICA E O CALOR ESPECÍFICO. CONSIDERE UM 
TROCADOR DE CALOR EM QUE A CAPACIDADE TÉRMICA DO FLUIDO É IGUAL A 8,36 
KW/K E A VAZÃO MÁSSICA É DE 2 KG/S, PODE-SE AFIRMAR QUE O CALOR ESPECÍFICO 
SERÁ EQUIVALENTE A: 
 
A. 4,18 KJ/KG.K. (CORRETA) 
B. 8,5 KJ/KG.K. 
C. 7,5 KJ/KG.K. 
D. 16,25 KJ/KG.K. 
E. 12,15 KJ/KG.K.