prova teorica 2 bimestre

Prévia do material em texto

Bruno Luigi Nunes Becchelli Vieira 
 
1-A civilização moderna está voltada para um alto consumo de energia que é utilizada 
nas indústrias, nos transportes, nos eletrodomésticos e nas telecomunicações. Nessa busca 
por energia, o homem vai atrás de várias fontes, tais como, (0,3 Pontos) 
I. combustíveis fósseis. 
II. energia hidrelétrica. 
III. energia nuclear. 
IV. etanol. 
V. energia eólica (energia dos ventos). 
Desses 5 tipos, 
 
Nota 
 
( ) apenas um é renovável. 
(x) apenas dois são renováveis. 
( ) apenas três são renováveis. 
( ) apenas quatro são renováveis. 
( ) todos são renováveis. 
 
2-Qual das seguintes fontes de produção de energia é a mais recomendável para a 
diminuição dos gases causadores do aquecimento global? (0,3 Pontos) 
( ) Óleo diesel. 
( ) Gasolina. 
( ) Carvão mineral. 
( ) Gás natural. 
(X) Vento. 
 
3- O incêndio na Usina Nuclear de Fukushima, no Japão, após o tsunami do dia 11 de 
março de 2011, reacendeu as discussões internacionais sobre a sustentabilidade desse tipo 
de energia. (0,3 Pontos) 
Os defensores da produção de energia nuclear afirmam que uma das suas vantagens é: 
( ) A necessidade nula de armazenamento de resíduos radioativos. 
( ) O menor custo quando comparado às demais fontes de energia. 
( ) A baixa produção de resíduos emissores de radioatividade. 
( ) O reduzido grau de interferência nos ecossistemas locais. 
(X) A contribuição zero para o efeito de estufa global. 
 
4-O processo de funcionamento das centrais termelétricas baseia-se no princípio de 
conversão de energia térmica em energia mecânica. Para essa finalidade, a máquina 
térmica, cujos componentes são essenciais a esse processo de conversão, possui 
características específicas, conforme o combustível nela utilizado. Com relação a esse 
assunto, julgue os próximos itens. Os tipos de combustíveis admitidos para uso em usinas 
termelétricas a vapor incluem o óleo diesel, o carvão mineral, o gás natural e a biomassa 
(por exemplo, lenha e carvão). (0,3 Pontos) 
 
(X) Certo 
( ) Errado 
 
5- O processo de funcionamento das centrais termelétricas baseia-se no princípio de 
conversão de energia térmica em energia mecânica. Para essa finalidade, a máquina 
térmica, cujos componentes são essenciais a esse processo de conversão, possui 
características específicas, conforme o combustível nela utilizado. Com relação a esse 
assunto, julgue os próximos itens. No ciclo termodinâmico de Brayton, o fluido de 
trabalho é a água desmineralizada. (0,3 Pontos) 
( ) Certo 
(X) Errado 
 
6- A energia elétrica é normalmente gerada em usinas que podem estar localizadas 
próximas ou afastadas dos centros de consumo. Acerca desse assunto, julgue os itens que 
se seguem. Com a finalidade de evitar perdas de transmissão, as usinas termelétricas 
devem ser instaladas, de preferência e se possível, próximas aos grandes centros de carga 
ou em locais onde a energia hidráulica é de difícil acesso (0,3 Pontos) 
(X) Certo 
( ) Errado 
 
7-Um ciclo termodinâmico se constitui de uma sequência de processos após os quais a 
matéria que o experimentou retorna ao estado inicial.As usinas termelétricas em ciclo 
combinado representam a integração dos ciclos: (0,3 Pontos) 
(X) Rankine e Brayton; 
( ) Diesel e Otto; 
( ) Carnot e Diesel: 
( ) Krebs e Otto; 
( ) Miller e Stirling. 
 
8- Cite e explique 03 vantagens principais das turbinas a vapor em comparação a outras 
fontes de conversão de energia? (0,3 Pontos) 
 
Como a turbina a vapor é um motor rotativo de calor, é particularmente adequada para 
ser usada para acionar um gerador elétrico. A eficiência térmica de uma turbina a vapor 
é geralmente mais alta que a de um motor alternativo. Relação potência / peso muito alta, 
em comparação com os motores alternativos. Menos peças móveis que os motores 
alternativos. As turbinas a vapor são adequadas para grandes usinas termelétricas. Eles 
são fabricados em uma variedade de tamanhos de turbinas de até 1,5 GW (2.000.000 hp) 
usadas para gerar eletricidade. Em geral, o vapor contém alta quantidade de entalpia 
(espacialmente na forma de calor de vaporização). Isso implica em menores taxas de 
fluxo de massa em comparação com as turbinas a gás. Em geral, a turbina se move em 
uma única direção, com muito menos vibração do que um motor alternativo. As turbinas 
a vapor têm maior confiabilidade, principalmente em aplicações onde é necessária alta 
potência sustentada. 
 
9- Cite e explique a função dos três principais componentes de uma turbina a gás? (0,3 
Pontos) 
A turbina de gás é uma máquina térmica usualmente projetada para transformar a maior 
parcela possível da energia liberada pela queima de um combustível em trabalho de eixo. 
Por ser compacta, de baixo peso e utilizar múltiplos combustíveis, a turbina a gás é hoje 
muito empregada na geração de energia elétrica e acionamento mecânico na indústria e 
nas centrais de energia, principalmente em lugares remotos. Também são utilizadas como 
motores propulsores em embarcações, trens, veículos terrestres e marítimos e 
principalmente aeronaves. 
E as principais funções são: 
Compressor: absorve o ar necessário à combustão e o comprime, reduzindo 
significativamente seu volume. 
Combustor: aqui, esse ar é misturado ao combustível (normalmente, gás natural ou óleo 
diesel), entra em combustão, e a mistura sofre uma expansão de volume a pressão. 
Turbina: a turbina em si é formada por um conjunto de rodas dotadas de paletas 
rigidamente engastadas, constituindo um conjunto mecânico similar às rodas da turbina a 
vapor. Os gases queimados expandem-se na passagem pelas rodas, perdendo entalpia e 
cedendo energia cinética à turbina, produzindo um movimento de rotação no eixo. 
Exaustão: o tubo de exaustão, localizado na saída da turbina, libera os gases queimados à 
pressão atmosférica constante (isbárica). 
 
10- Na indústria aeronáutica emprega-se turbina a gás de ação ou de reação explique o 
princípio de funcionamento desta turbina? (0,3 Pontos) 
 
Como os motores a jato se baseiam na Terceira Lei de Newton e esta tem relação com a 
Segunda Lei que postula ser a força o produto da massa de um corpo multiplicado pela 
sua aceleração, a medida de desempenho de um motor a reação é a medida de força, que 
no Sistema Internacional de Unidades é o newton (N) que consiste no kg•(m/s²) 
Após comprimido, a queima do combustível na câmara de combustão acarreta num 
aquecimento ainda maior desse ar comprimido e quente, havendo sua expansão de volume 
sem incremento de pressão (esse aumento de volume compensa o eventual aumento da 
pressão advindo da inserção externa de temperatura via queima do combustível) através 
da turbina (ou de um grupo de turbinas, havendo a transferência de parte dessa energia 
térmica contida no gás em energia mecânica. Depois desse processo, há a troca de calor 
do sistema com o ambiente e o reinício do ciclo, conforme mostra a ilustração abaixo, 
representando o ciclo Brayton fechado. A grosso modo, o motor a jato trabalha com a 
admissão de ar e sua subsequente compressão através dos compressores, sejam eles 
axiais, centrífugos ou ambos. O ar comprimido então é direcionado a câmara de 
combustão onde uma parte dele é misturada com combustível injetado em alta pressão, 
ocorrendo a queima e o incremento de temperatura, gerando um aumento ainda maior da 
pressão dos gases, que são dirigidos para fora do motor, passando por um mecanismo 
rotativo que extrai parte da energia contida nesses gases transformando em energia 
mecânica. É esse mecanismo rotativo que chamamos de turbina.