Exercícios Tema 1 - Troca De Calor Em Fluidos Compressíveis 2

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B
C
D
E
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O Princípio de Pascal é um conceito hidrostático fundamental que afirma que a pressão exercida em um ponto
de um fluido em equilíbrio é transmitida igualmente em todas as direções. Esse princípio é amplamente
aplicado na indústria, como em sistemas hidráulicos, onde permite a transmissão e amplificação de força com
alta eficiência. Ele pode, inclusive, ser representado de forma matemática.
Assim, qual das fórmulas abaixo representa o princípio de Pascal?
\(A=b \times h\)
\(P=\frac{v \times m}{a}\)
\(P=\frac{\pi \times m}{a}\)
\(P=\frac{g \times h}{m}\)
\(P=\frac{F}{A}\)
Resposta correta
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Gabarito Comentado
A opção escolhida indica corretamente que o Princípio de Pascal pode ser matematicamente calculado
pela divisão entre a força aplicada e a área sobre a qual a força é distribuída. Isto é, essa fórmula demostra
que a pressão em um fluido é diretamente proporcional à força aplicada e inversamente proporcional à
área sobre a qual a força é distribuída.
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Considere a análise para escolha do secador a ser utilizado em um sistema de ar comprimido. Sabe-se que a
vazão de ar comprimido é de \(4.500 m^3 / h\) a uma pressão de 10 bar e temperatura de \(50^{\circ} C\). Além
disso, verifique a tabela com os fatores de correção disponíveis. Qual deve ser a capacidade do secador?
Pressão Ar
Comprimido
Fator Correção
Pressão
Temperatura Ar
Comprimido
Fator Correção
Temperatura
4 0.86 35 1.11
5 0.92 38 1.0
6 0.96 40 0.92
7 1.0 45 0.77
8 1.03 50 0.64
9 1.05 55 0.54
Questão 1 de 10
Corretas (10)
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1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
Lista de exercícios Troca De Calor Em Fluidos Compressíveis Sair
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
10 1.08 60 0.45
12 1.11 65 0.38
14 1.14
16 1.16
18 1.19
\(8712 m^3 / h\)
\(6510 m^3 / h\)
\(4567 m^3 / h\)
\(9757 m^3 / h\)
\(7893 m^3 / h\)
Resposta correta
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Gabarito Comentado
Para o cálculo da capacidade necessária do secador a ser escolhido, temos que:
$$
Q=\frac{V}{f(P) \times f(T)}=\frac{4500}{1.08 \times 0.64}=6.510 m^3 / h
$$
3 Marcar para revisão
Os conceitos presentes no Princípio de Pascal, assim como a utilização de ar comprimido carregam consigo
importantes impactos positivos. Assim, os principais benefícios da utilização do ar comprimido nas atividades
operacionais são:
Aumento da Segurança Operacional, Flexibilidade, Aumento de Custos.
Diminuição da Segurança Operacional, Flexibilidade, Aumento de Custos.
Aumento da Segurança Operacional, Flexibilidade, Redução de Custos.
Diminuição da Segurança Operacional, Improdutividade, Redução de Custos.
Aumento da Segurança Operacional, Improdutividade, Redução de Custos.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
: Os principais benefícios são: Segurança Operacional, já que uma alternativa mais segura é a utilização de
ferramentas pneumáticas em ambientes críticos, como, por exemplo, em áreas de alta umidade;
Flexibilidade de Aplicação, já que em utilizações mais complexas e com indisponibilidade de espaço físico,
A
B
C
D
E
A
B
C
como é o caso, por exemplo, na indústria da construção civil em obras de edificações durante
perfurações, a utilização de ferramentas pneumáticas torna-se fundamental, sendo possível o emprego de
um elevado nível de impacto e desenvolvimento de intensas forças para execução de trabalho, nesse
caso, a perfuração de rochas e solos de complexidade elevada; Redução de Custo, pois a utilização de ar
comprimido é altamente eficiente em termos energéticos, principalmente quando a operação segue
corretamente as definições realizadas durante as etapas de projeto.
4 Marcar para revisão
Quando falamos de ciclos frigoríficos, tratamos de um dos temas de maior importância nas rotinas
operacionais industriais. Nesse cenário, é fundamental entendermos que existem vários tipos de ciclos
frigoríficos que possuem características distintas em relação a forma como operam, assim como nas
recomendações de aplicações. Assim, sobre o ciclo frigorífico de absorção, é correto afirmar:
O ciclo por absorção emprega a força do fluido refrigerante para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo calor ao invés do trabalho mecânico.
O ciclo por absorção emprega a absorção do fluido hidráulico para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo ar comprimido ao invés do trabalho mecânico.
O ciclo por absorção emprega a absorção do fluido refrigerante para gerar o aquecimento, sendo
principalmente gerado pelo ar ao invés do trabalho elétrico.
O ciclo por absorção emprega a compactação do fluido refrigerante para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo calor ao invés do trabalho elétrico.
O ciclo por absorção emprega a absorção do fluido refrigerante para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo calor ao invés do trabalho mecânico.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
O ciclo por absorção emprega a absorção do fluido refrigerante para gerar o resfriamento, sendo
principalmente gerado pelo calor ao invés do trabalho mecânico. Temos no ciclo de absorção um dos
métodos mais antigos de refrigeração, cujo princípio de funcionamento indica que o calor é absorvido por
um líquido refrigerante que se mistura com um absorvedor. Desse modo, o líquido é separado e
transferido para um gerador de vapor, local onde ocorre o aquecimento e a transformação do líquido em
vapor. Por fim, o vapor é condensado e resfriado, gerando uma nova transformação para o estado líquido
e, com isso, reiniciando todo o ciclo apresentado.
5 Marcar para revisão
Em um ambiente de oceano, a pressão hidrostática tende a aumentar aproximadamente a métrica de 1 atm a
cada 10m de profundidade. Um determinado submarino encontra-se a 240m de profundidade, sendo a
pressão do ar no seu interior igual a 1 atm. Desse modo, qual será o diferencial de pressão na parte interior e
exterior do submarino?
25 atm.
24 atm.
26 atm.
D
E
A
B
C
D
E
A
B
27 atm.
23 atm.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
No interior a pressão será de 1 atm, porém no exterior podemos calcular da seguinte forma:
$$
P_{\text {exterior }}=1 atm+\frac{240 m}{10 m}=1 atm+24 atm=25 atm
$$
Dessa forma, calculando a diferença entre as pressões interna e externa, temos que: Diferença \(=25\)
atm -1 atm \(=24 atm\).
6 Marcar para revisão
O Princípio de Pascal é respaldado por uma série de formulações matemáticas que garantem
a consistência operacional de diversos segmentos. Sobre isso, caso um pistão de \(50 cm^2\) exerça uma
força de 500 N sobre um fluifo presente em um determinado recipiente, qual será a pressão resultante no
fluido?
20 Pa
50 Pa
100 Pa
1000 Pa
500 Pa
Resposta correta
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Gabarito Comentado
Segundo o Princípio de Pascal, temos que \(P=\frac{F}{A}=\frac{500 N}{0,50 m}=1000 Pa\)
7 Marcar para revisão
O eficaz dimensionamento das redes de distribuição de ar comprimido caracterizam uma estratégica atividade,
podendo ser responsável pelo sucesso, ou não, de inúmeras aplicações. Nesse cenário, sobre a definição de
redes de distribuição de ar comprimido, é correto afirmar:
A rede de distribuição de ar comprimido é caracterizada pelo conjunto de tubulações que partem do
reservatório com o objetivo de chegada aos pontos virtuais de bombeio.
A rede de distribuição de ar comprimido é caracterizada pelo conjunto de compressores que partem
do reservatóriocom o objetivo de chegada aos pontos individuais de utilização.
C
D
E
A
B
C
D
E
A rede de distribuição de ar comprimido é caracterizada pelo conjunto de tubulações que partem do
reservatório com o objetivo de chegada aos pontos individuais de utilização.
A rede de distribuição de ar comprimido é caracterizada pelo conjunto de secadores que partem do
reservatório com o objetivo de chegada aos pontos virtuais de bombeio.
A rede de distribuição de ar comprimido é caracterizada pelo conjunto de tubulações que partem dos
secadores com o objetivo de chegada aos pontos individuais de compressores.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
A rede de distribuição de ar comprimido é caracterizada pelo conjunto de tubulações que partem do
reservatório com o objetivo de chegada aos pontos individuais de utilização, isto é, aos locais onde
máquinas e equipamentos consomem o ar comprimido para realização das rotinas de operação,
possuindo dentre as funções principais: interligar a fonte geradora de ar comprimido com os
equipamentos consumidores e Armazenar o ar comprimido produzido para atender às necessidades
operacionais locais.
8 Marcar para revisão
O Princípio de Pascal é um conceito hidrostático. Esse princípio é amplamente aplicado na indústria, como em
sistemas hidráulicos, onde permite a transmissão e amplificação de força com alta eficiência.
Nesse cenário, qual das afirmações abaixo melhor descreve o Princípio de Pascal?
A pressão em um fluido é diretamente proporcional à sua densidade.
A pressão aplicada a um fluido em um ponto é transmitida igualmente em todas as direções.
A pressão em um fluido diminui com o aumento da profundidade.
A pressão em um fluido varia de acordo com a temperatura.
A pressão em um fluido é inversamente proporcional à sua viscosidade.
Resposta correta
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Gabarito Comentado
O Princípio de Pascal, tendo em vista seus respectivos embasamentos matemáticos, indica que a pressão
aplicada a um fluido confinado em um recipiente é integralmente e uniformemente transmitida para toda a
integridade do fluido, assim como pelas paredes do recipiente que está confinado.
9 Marcar para revisão
A Válvula de Expansão, assim como o compressor, condensador e inúmeros outros equipamentos, configura
um item fundamental no momento do dimensionamento de um sistema de geração de ar comprimido. Sobre a
principal funcionalidade da Válvula de Expansão junto ao fluido refrigerante, é correto afirmar:
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
Controle de Pressão
Controle de Temperatura
Controle de Densidade
Controle de Fluxo
Controle de Peso
Resposta correta
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Gabarito Comentado
A Válvula de Expansão caracteriza o mecanismo de controle de fluxo do fluido refrigerante, sendo
fundamental para garantir a transferência eficaz do refrigerante do condensador para o evaporador,
executando, dessa forma, o controle da pressão e temperatura.
10 Marcar para revisão
(IFRS - Professor do Ensino Básico, Técnico e Tecnológico - Área: Engenharia Mecânica/Termofluidos – 2016).
A figura a seguir representa o diagrama P - h de um ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor.
Considerando que o fluido refrigerante circula pelo sistema a uma taxa de 0,13 kg.s-1, qual a potência entregue
pelo compressor ao ciclo?
0,52 W
308 kJ/s
3,08 kW
520 W
32,7 kJ/s
Resposta correta
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Gabarito Comentado
\(W=\dot{m} \times\left(h_2-h_1\right)=0,13 \times(251,5-247,5)=520 W\).