Questões de Concursos Públicos - Engenharia Mecânica

Considere um tubo de raio R no qual escoa, em regime laminar, um fluido Newtoniano. A razão do raio interno r pelo raio do tubo para a qual a velocidade local v(r) é igual à velocidade média do escoamento é aproximadamente

Em um ciclo Brayton teórico, as seguintes informações foram coletadas:
• Gás Perfeito, com cp = 1,0 kJ/(kg.K), constante;
• Entrada no compressor: temperatura de 300 K;
• Saída do compressor: temperatura de 550 K;
• Entrada da turbina: 1.400 K; e
• Saída da turbina: 700 K. Com essas informações, a eficiência térmica do ciclo vale

Trocadores de Calor são equipamentos de uso industrial para aquecer ou resfriar correntes de fluidos sem misturá-las. A esse respeito, considere as afirmações a seguir. I - A diferença de temperaturas entre a entrada e a saída da corrente quente é sempre igual à diferença de temperaturas entre a entrada e a saída da corrente fria. II - A diferença de Temperatura Média Logarítmica não pode ser substituída pela média aritmética entre as temperaturas envolvidas. III - Nos trocadores de calor, a corrente quente é sempre utilizada na carcaça do trocador, enquanto a corrente fria é sempre utilizada dentro dos tubos. Está correto APENAS o que se afirma em

Um engenheiro precisa selecionar um motor elétrico para acionar uma bomba centrífuga em um sistema de irrigação. O motor deve ter potência suficiente para fornecer a energia hidráulica necessária ao fluido, compensando as perdas de eficiência da bomba. Essa bomba centrífuga deve elevar uma vazão mássica de água de 10 kg/s a uma altura manométrica total de 20 m. A eficiência total da bomba é de 80%, e a aceleração da gravidade é de 10 m/s² . A potência elétrica necessária para acionar a bomba, em kW, é

Um estudante de engenharia mecânica está aprendendo os quatro processos fundamentais que compõem o ciclo de uma usina termelétrica a vapor (Ciclo de Rankine): bombeamento, aquecimento, expansão e condensação. No ciclo de Rankine ideal, que modela o funcionamento de usinas termelétricas a vapor, o processo de compressão do fluido de trabalho (água) ocorre em qual equipamento e sob quais condições termodinâmicas?

Um engenheiro projeta um atuador pneumático (sistema pistão-cilindro) para uma linha de montagem. O sistema deve realizar trabalho ao expandir o ar (gás ideal) para empurrar uma peça. Durante a expansão, o sistema é aquecido para manter a pressão constante. Para essa solução, adotou-se o modelo de um gás ideal contido em um cilindro com pistão que sofre uma expansão isobárica reversível a uma pressão constante de P = 200 kPa. O volume inicial do gás é 0,5 m³ , e o final, 1,5 m³ . Durante esse processo, o gás recebe Q = 350 kJ de calor. Qual é a variação da energia interna do gás durante essa expansão, em kJ?

Um engenheiro de manutenção precisa especificar a capacidade máxima de um chiller (refrigerador industrial) de 5 kW para resfriar o fluido de corte de um centro de usinagem. O chiller deve operar no limite teórico (Ciclo de Carnot) entre a temperatura ambiente (fonte quente) e a temperatura do fluido (fonte fria). Para isso, o engenheiro considerou um ciclo de refrigeração ideal (Ciclo de Carnot) que opera entre uma fonte fria a -23,15 °C e uma fonte quente a 26,85 °C. Se o refrigerador opera com uma potência de entrada de 5 kW, qual é a taxa máxima de remoção de calor que o equipamento pode fornecer ao ambiente frio, em kW?

Um engenheiro precisa calcular a perda de carga em um trecho de um oleoduto. Nesse oleoduto, flui um óleo com viscosidade dinâmica de 0,5 Pa·s e densidade de 800 kg/m³ , que escoa em regime laminar por uma tubulação horizontal de diâmetro de 0,1 m e comprimento de 10 m. A velocidade média do escoamento é de 1,0 m/s. Qual é a perda de carga devido ao atrito ao longo da tubulação, em metros?  Dado g = 10m/s²

Um engenheiro está projetando um trocador de calor (casco e tubos) para resfriar óleo de um motor industrial. Para dimensionar a área de troca térmica necessária, ele precisa primeiro calcular o Coeficiente Global de Transferência de Calor (U), que representa a resistência total à transferência de calor. Nesse trocador, o calor passa por duas etapas principais de convecção, sendo a primeira a convecção interna, do fluido interno para a parede do tubo, com coeficiente de 100 W/(m² ·K), e a segunda a convecção externa, da parede do tubo para o óleo externo, com coeficiente de 50 W/(m² ·K). Desprezando-se a resistência térmica da própria parede do tubo (condução) e qualquer efeito de sujeira (incrustação), o Coeficiente Global de Transferência de Calor (U) do trocador, em W/(m² ·K), é

Um engenheiro projeta a parede plana de um forno industrial com duas camadas X1 e X2 de refratários. A camada X1 tem espessura de 0,05 m e condutividade térmica de 1,0 W/(m.K). A camada X2 tem espessura de 0,10 m e condutividade térmica de 0,5 W/(m.K). A temperatura da superfície externa da camada X1 (lado quente) é de 100 °C, e a da superfície externa da camada X2 (lado frio) é de 20 °C. A taxa de transferência de calor por unidade de área dessa parede composta, em W/m² , é