Prova N2(A5)

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Questão 1
Ainda não respondida
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Texto da questão
As turbinas de reação apresentam subclassificações com base no ângulo pelo qual o fluido entra em direção ao rotor. Na turbina Francis radial, o fluido entra no rotor radialmente. Quando o fluido escoa em direção ao rotor com um ângulo entre o radial e o axial, a turbina Francis é classificada como de escoamento misto, sendo o modelo mais utilizado. Caso o rotor não tenha cobertura e seja, ao mesmo tempo, de fluxo misto, a denominação recebida será turbina de propulsor misto. Por último, caso o fluido entre no rotor de maneira axial, o nome recebido será turbina de propulsor axial. Todos os tipos apresentados estão ilustrados a seguir:
Figura -(a) escoamento em turbina Francis radial; (b) escoamento em turbina Francis mista; (c) escoamento em turbina de propulsor misto; e (d) escoamento em turbina de propulsor axial.
Fonte: Çengel e Cimbala (2015, p. 692).
#PraCegoVer: a figura apresenta, esquematicamente, as seguintes imagens: (a) escoamento em turbina Francis radial; (b) escoamento em turbina Francis mista; (c) escoamento em turbina de propulsor misto; e (d) escoamento em turbina de propulsor axial. Na região superior esquerda (a), são identificados os seguintes elementos: coroa, aleta ajustável, aleta fixa e cobertura. Na região superior direita (b), são mostradas a coroa e a cobertura. Na região inferior esquerda (c), tem-se o desenho de outro rotor, com o nome “cubo” indicado. Por fim, na região inferior direita, encontra-se uma turbina de propulsor axial, com o nome “coroa” escrito. As regiões estão coloridas de cinza, com setas em vermelho encontrando-se pelas laterais e saída na região inferior, com objetivo de identificar o sentido do fluxo do fluido dentro do rotor.
Com base nas informações apresentadas, assinale a alternativa correta:
a.
A imagem (b) representa um rotor sem cobertura e de fluxo misto, ou seja, uma turbina de propulsor misto.
b.
A imagem (a) mostra que, na turbina Francis radial, o fluido entra no rotor radialmente, percorre o interior e sai paralelamente em relação ao eixo.
c.
A imagem (d) representa um rotor com cobertura e de fluxo misto, ou seja, tem-se uma turbina de propulsor misto.
d.
Na imagem (c), observa-se que o fluido entra no rotor de maneira perfeitamente axial, então, o nome recebido será "turbina de propulsor axial".
e.
Na imagem (a), nota-se que o fluido entra no rotor, sem cobertura, de maneira axial, então, o nome recebido será "turbina de propulsor axial".
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Questão 2
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
A teoria de semelhança mecânica permite a construção de várias curvas características de uma bomba; basta que se conheça a curva característica em uma determinada rotação e a nova rotação. A figura mostra duas curvas características para a mesma bomba, submetida a rotas diferentes, n1 e n2.  A teoria de semelhança mecânica permite antever essas modificações. Os pares de pontos (A1 e A2) e (B1 e B2) são chamados de pontos homólogos.
 
 
Fonte: Baptista e Lara (2010, p. 154).
#PraCegoVer:a figura mostra duas curvas características em um mesmo gráfico de altura manométrica versus vazão para a mesma bomba centrífuga, submetida a rotas diferentes, n1 e n2. O eixo vertical, que representa a altura manométrica H, possui 4 pontos indicados como: HmB1, HmA1, HmB2 e HmA2, respectivamente de baixo para cima. O eixo horizontal, que representa a vazão Q, possui 4 pontos, QA1, QA2, QA3 e QA4, respectivamente, da esquerda para a direita. A curva 2, que está na parte superior do gráfico, decresce, rapidamente, da esquerda para a direita. Ela contém dois pontos (A2 e B2), que estão projetados sobre o eixo das vazões. O primeiro ponto, mais à esquerda, é o ponto A2, que está projetado sobre o ponto QA2, por meio de uma linha vertical pontilhada. O segundo ponto, mais à direita, é o ponto B2, que está projetado sobre o ponto QB2, por meio de uma linha vertical pontilhada. Logo abaixo, encontra-se a curva 1, que está na parte superior do gráfico. Ela decresce, rapidamente, da esquerda para a direita. Contém dois pontos (A1 e B1), que estão projetados sobre o eixo das vazões. O primeiro ponto, mais à esquerda, é o ponto A1, que está projetado sobre o ponto QA1, por meio de uma linha vertical pontilhada. O segundo ponto, mais à direita, é o ponto B1, que está projetado sobre o ponto QB1, por meio de uma linha vertical pontilhada. Os pares de pontos (A1 e A2) e (B1 e B2) são chamados de pontos homólogos, pois possuem a mesma eficiência, devido à manutenção da semelhança mecânica.
 
Com base no exposto e na figura apresentada, bem como nos conhecimentos a respeito das curvas características de uma bomba centrífuga, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. Os pares de pontos (A1 e A2) e (B1 e B2) são chamados de pontos homólogos, pois possuem a mesma eficiência.
Pois:
II. Os pares de pontos (A1 e A2) e (B1 e B2) são obtidos devido à manutenção das condições de semelhança mecânica.
A seguir, assinale a alternativa correta.
a.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
b.
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
c.
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
d.
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
e.
As asserções I e II são proposições falsas.
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Questão 3
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
Diante da enorme variedade de exigências relacionadas a uma instalação hidráulica, é natural que exista a dificuldade de encontrar no mercado uma bomba capaz de abranger sozinha todas as solicitações de vazão e de altura manométrica. Por esse motivo, é necessário realizar a associação de bombas.
 
Sobre a associação de bombas, assinale a alternativa correta:
a.
A associação de bombas em série é uma técnica utilizada com o objetivo de aumentar a vazão volumétrica de fluido em determinada instalação hidráulica, tendo em vista o aumento na pressão que ocorre em cada bomba.
b.
Nas associações de bombas iguais em série, a altura manométrica individual de cada bomba será igual à altura manométrica do conjunto. Então, o rendimento desse tipo de associação será dado por:.
c.
Nas associações de bombas iguais em paralelo, a vazão individual de cada bomba será igual à vazão do conjunto. Então, o rendimento desse tipo de associação será dado por:  .
d.
A operação de múltiplas bombas em paralelo, além de ser útil nos casos em que uma única bomba não seria capaz de recalcar toda a vazão, também é empregada quando o objetivo é aumentar, de forma escalonada, a capacidade do sistema.
e.
A associação de bombas em paralelo é uma técnica capaz de aumentar a altura manométrica de uma instalação hidráulica devido ao acrescimento na vazão volumétrica que ocorre em cada bomba.
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Questão 4
Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
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Texto da questão
Máquinas hidráulicas também são conhecidas como turbomáquinas e podem ser classificadas em grupos e subgrupos, de acordo com a transformação de energia que realizam, considerando energia mecânica, hidráulica, fluidos e seus funcionamentos.
 
A respeito dos tipos de máquinas hidráulicas, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. (  ) As bombas hidráulicas transformam energia mecânica em energia hidráulica.
II. ( ) A turbomáquina de deslocamento positivo possui, em seu funcionamento, energia mecânica.
III. (  ) As turbinas hidráulicas convertem totalmente energia mecânica em elétrica.
IV. ( ) As máquinas hidráulicas mantêm a massa específica dos fluidos, do início ao fim de seu escoamento.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
a.
V, V, V, F.
b.
V, V, F, V.
c.
V, F, F, V.
d.
V, F, V, V.
e.
F, F, V, V.
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Questão 5
Ainda não respondida
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Texto da questão
Por mais ampla que seja a faixa de trabalho de uma bomba, seu ponto de operação será definido levando em consideração os parâmetros hidráulicos de toda instalação hidráulica. Assim, o ponto de operação será obtido por meio da interseção da curva característica da bomba, com a curva característica do sistema de tubulações. Na sequência, a figura mostra que a intercepção da curva do sistema com a curva da bomba dará origem ao ponto de operação.
 
Fonte: Baptista e Lara (2010, p. 158).
#PraCegoVer:a figura ilustra o gráfico altura manométrica Hm no eixo vertical versus vazão Q, no eixo horizontal.  À esquerda, a curva da bomba (CB) se origina cortando o eixo vertical na sua parte superior do gráfico e decresce suavemente ao se deslocar para a direita. Na região inferior do eixo vertical, na altura Hg, ou altura geométrica, origina-se a curva do sistema (CS). Essa curva cresce suavemente da esquerda para a direita. Ambas as curvas se interceptam mais à direita em um ponto denominado ponto de operação.
 
 
Ao ter em vista o seu conhecimento sobre as curvas características das bombas e do sistema de tubulação, bem como o ponto de operação do conjunto, assinale a alternativa correta.
a.
A constante k contida na equação de Darcy Weisback não inclui coeficientes de perda de carga, por estes se tratarem de parâmetros inerentes ao sistema de tubulação.
b.
A equação para curva característica do sistema escrita pelo método de Darcy Weisback é dada conforme a expressão   
c.
A curva característica para um sistema de tubulação é construída considerando o percurso entre o reservatório inferior e o reservatório superior.
d.
O ponto de operação do sistema é determinado somente pela observação direta da curva característica da bomba hidráulica.
e.
A equação para curva característica do sistema escrita pelo método de Hazen Williams é representada pela expressão 
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Questão 6
Ainda não respondida
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Texto da questão
Por meio dos ensaios, é possível obter diversas combinações de alturas manométricas e vazões que constituem a faixa de operação de uma bomba. O conjunto com todos esses pontos dá origem a uma curva característica que, por sua vez, serve como fonte de diversas informações, como: desenvolvimento da potência em função da vazão, variação do rendimento em função da vazão, dentre outras.
 
Sobre as curvas características das bombas, assinale a alternativa correta.
a.
Em uma curva característica, altura manométrica versus vazão, os pares de pontos chamados de homólogos recebem esse nome, devido ao fato de possuírem a mesma vazão.
b.
As curvas características são obtidas em ensaios nas bancadas dos fabricantes e podem ser entendidas como um retrato da faixa de operação ou de funcionamento das bombas, nas variadas situações.
c.
Em uma curva característica, altura manométrica versus vazão, os pares de pontos chamados de homólogos recebem esse nome, devido ao fato de possuírem a mesma altura manométrica.
d.
Os pontos situados sobre uma curva de isorrendimento possuem a mesma potência e altura manométrica.
e.
As bombas centrífugas geram curvas características Hm x Q que podem ser expressas por uma equação do primeiro grau.
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Questão 7
Ainda não respondida
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Texto da questão
Instala-se uma bomba hidráulica com curva característica dada pela função              H= 80- 105.Q², em que Q representa a vazão em m³/s e H, altura manométrica em m. A bomba será utilizada para recalcar o fluido entre dois reservatórios desnivelados em 15 m de altura. É possível desconsiderar os efeitos das perdas de carga. O diâmetro da tubulação permaneceu constante.
Sobre os valores para a vazão volumétrica e para a altura manométrica no ponto de operação, assinale a alternativa correta.
a.
2,55 x 102
m³/s e 15m.
b.
2,55 x 10-1
m³/s e 10m.
c.
2,55 x 10-3
m³/s e 65m.
d.
2,55 x 103
m³/s e 80m.
e.
2,55 x 10-2
m³/s e 15m.
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Questão 8
Ainda não respondida
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Texto da questão
A figura a seguir mostra um rotor de cinco pás de uma turbina Kaplan utilizada na hidrelétrica de Warwick, em Cordele, GA. O rotor tem um diâmetro de 12,7 pés (3,87 m). A turbina gira a 100 rpm (10,46 rad/s) e produz 5,37 MW de potência, com uma vazão de 63,7 m³/s e carga líquida de 9,75 m.
Figura – Foto de um rotor com cinco pás de uma turbina Kaplan
Fonte: Çengel e Cimbala (2015, p. 694).
#PraCegoVer: a figura apresenta uma fotografia em preto e branco de um rotor com cinco pás e um diâmetro de 12,7 pés (3,87 m) de uma turbina Kaplan utilizada na hidrelétrica de Warwick, em Cordele, GA. À direita da fotografia, temos um homem trabalhando.
 
Sobre a turbina Kaplan descrita no enunciado, assinale a alternativa correta:
a.
Nas condições de operação descritas no enunciado da questão, a turbina Kaplan terá uma velocidade específica igual a, aproximadamente, 2,5.
b.
As turbinas Kaplan de grande porte operam com uma rotação máxima de 80 rpm, sendo sua potência máxima de operação em torno de 500 kW.
c.
As turbinas Kaplan são projetadas para operar somente em baixas vazões e grandes quedas-d'água.
d.
As turbinas Kaplan são inadequadas para quaisquer usinas hidrelétricas por não suportarem grandes vazões volumétricas de fluido.
e.
Nas condições de operação descritas no enunciado da questão, a turbina Kaplan terá uma velocidade específica igual a, aproximadamente, 2.500.000.
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Questão 9
Ainda não respondida
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Texto da questão
 A teoria dos modelos, juntamente com a análise de semelhança mecânica, busca diminuir o risco dos erros na execução de projeto das máquinas de grande porte, pois permite o estudo de modelos reduzidos. Essa teoria é utilizada, também, para avaliar o desempenho real de diversas máquinas de hidráulicas ditas como semelhantes. Entretanto, para que o teste do modelo forneça dados confiáveis para prever o comportamento do protótipo, alguns requisitos básicos precisam ser atendidos.
Considerando o exposto, bem como o seu conhecimento sobre análise dimensional e semelhança de bombas, analise as afirmativas a seguir.
I. Os requisitos básicos que precisam ser atendidos são: a semelhança dinâmica, a semelhança cinemática e a semelhança geométrica, entre o protótipo e o modelo.
 
II. Na maioria das vezes, realizar experimentos ou testes com protótipos em tamanho real é inviável. Diante disso, a maneira de se avaliar o comportamento do protótipo é por meio de testes dos modelos em laboratório.
 
III. Define-se a constante cinemática K como a soma entre as dimensões lineares L do protótipo e do modelo.
 
IV. A formulação matemática da velocidade específica de uma bomba não leva em consideração a teoria de semelhança mecânica, já que esse parâmetro é puramente experimental.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
I, II e III, apenas.
b.
II e III, apenas.
c.
II, III e IV, apenas.
d.
I, II e IV, apenas.
e.
I e II, apenas.
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Questão 10
Ainda não respondida
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Texto da questão
A quantidade de bombas necessárias em uma associação varia de acordo com a demanda de cada instalação e as opções disponibilizadas pelos fabricantes. É comum, flexível e econômico que, em sistemas hidráulicos simples, os projetistas adotem a instalação de três bombas, sendo duas operando e uma reserva. A figura a seguir mostra as curvas características de duas bombas, B1
e B2, operando individualmente, e também a curva resultante de sua associação:
Figura – Curva característica de uma associação de bombas em série
Fonte: Baptista e Lara (2010, p. 171).
#PraCegoVer:afigura mostra as curvas características de duas bombas, B1 e B2, operando individualmente, e também a curva resultante de sua associação. O eixo vertical representa Hm (ou altura manométrica), e o eixo horizontal mostra as vazões. A figura contém três curvas, que apresentam uma ligeira queda ao se deslocarem da esquerda para a direita.A curva localizada na parte superior da figura representa a curva característica resultante da associação em série das duas bombas. Na parte inferior, encontra-se a curva da bomba B2 e, um pouco mais abaixo, tem-se a curva da bomba B1. Verticalmente, há quatro pontos em destaque, denominados, respectivamente, de baixo para cima: A, B, C e D.
 
Sobre o comportamento das curvas características das bombas operando individualmente e associadas, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para Verdadeiro e F para Falso:
 
I. ( ) A curva característica resultante, mostrada na figura, representa a associação em série das bombas B1 e B2.
II. (  ) O tipo de associação de bombas ilustrado na curva resultante é muito utilizado quando há diversos reservatórios localizados em posições ou cotas muito diferentes.
III. ( ) A curva característica resultante, mostrada na figura, representa a associação em paralelo das bombas B1 e B2.
IV. ( ) A curva característica resultante foi obtida somando-se as alturas manométricas individuais das bombas B1 e B2.
 
Agora, marque a alternativa que apresenta a sequência correta:
a.
F, V, F, V.
b.
F, V, F, F.
c.
V, F, V, V.
d.
V, V, F, V.
e.
V, V, F, F.