UnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 1 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.QPR Aplataformarefinaria6 km18 kmCONHECIMENTOS ESPECFICOSNa figura acima, o ponto P representa uma plataforma de petrleo em alto-mar, situada a 6 km do ponto Q, na costa. Deseja-se instalar um oleodutoligando a plataforma a uma refinaria, representada pelo ponto R, tambmna costa, situado a 18 km do ponto Q. O trecho de P a Q est todo no mare o de Q a R, em terra. Os segmentos PQ e QR so perpendiculares.Ocusto para instalao de dutos subaquticos igual a R$ 150.000,00 por kmeparaosdutosterrestres,R$120.000,00porkm.Construirooleodutoligando P a R diretamente, todo subaqutico, muito dispendioso, o mesmoocorrendo com a construo seguindo os trechos PQ e QR. Dessa forma,busca-seumasoluoalternativa,queumacomposiodeumtrechosubaqutico e de um trecho terrestre. Considerando essas informaes eque A seja um ponto de encontro dos dutos subaqutico e terrestre, sobreo segmento QR, julgue os itens que se seguem.4 Ocustomximoparaainstalaodeumoleodutoligandoaplataforma refinaria 15% maior que o custo mnimo para a mesmainstalao.41 Ocomprimentododutosubaquticoqueminimizaoscustosdainstalao do oleoduto superior a 9 km.Para a fabricao do componente x, uma empresa desenvolveu osprocessos de produo I e II. A tabela abaixo apresenta a distribuio deprobabilidade do tempo necessrio para se produzir esse componente, deacordo com o processo utilizado.tempo gasto (T) para produziro componente x (em minutos)processosI II0 < T # 20 0,3 0,620 < T # 40 0,5 0,340 < T # 60 0,2 0,1total 1 1OcustodeproduopeloprocessoIigualaR$ 120,00/componente, se T # 24. Caso contrrio, o custo aumenta em areais/componente. J o custo de produo pelo processo II igual a R$200,00/componente, se T # 20. Caso contrrio, o custo aumenta para R$250,00/componente.Emcadaintervalodetempoapresentadonatabelaacima,adistribuiouniforme.Aescolhadoprocessodependerdocusto/componente, do tempo mdio gasto para produzir o componente e docoeficiente de variao do tempo gasto.Com base nessa situao hipottica, julgue os itens a seguir.48 A produo pelo processo I gasta, em mdia, 40 minutos/componente.49 O custo esperado de produo do componente x pelo processo II sersuperior a R$ 230,00.RASCUNHO UnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 2 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.Em cada um dos itens que se seguem, feita uma considerao arespeito da estrutura dos materiais, seguida de uma assertiva a serjulgada.50 Oscristaisdeferrogama(Fe()sodotipoCFCe apresentam fator de empacotamento atmico (FEA = 0,74)superior em relao aos de ferro alfa (Fe"), que so cbicosde corpo centrado (CCC, FEA = 0,68). Nesse caso, corretoafirmarquenodiagramadefasesferro-carbono(Fe-C)asolubilidade do carbono na ferrita (Fe (+ C) bem maiorquenaaustenita(Fe(+C),jquenasoluoslidaintersticialferritahmaisespaosvaziosparaalojarostomos de carbono. 51 Ocobre,oouroeapratadestacam-seporapresentaremelevadas condutividades eltrica e trmica. Ento, corretoo raciocnio de que tal fato ocorre em virtude do nmero doseltronsdevalnciadessesmetaisserrelativamentemaisbaixo, e, como conseqncia, maior a predominncia daligao metlica nesses casos. 52 Nodiagramadefasesdosistemabinriochumbo-estanho(Pb-Sn), a liga que possui cerca de 62% de Sn (~ 38% dePb),empeso,denominadaligaeutticaesefundeaaproximadamente183 oC,ealigadesoldadesignadaestanho60-40(60%Sn40%Pb),bemprximacomposioeuttica,temlargouso,porexemplo,namontagem de circuitos eltricos. Ento, uma caractersticaimportante da liga estanho 60-40 que a sua temperatura defusoprximamximatemperaturadefusoqueasdiferentes composies desse sistema apresentam. Acerca de metalurgia fsica, julgue os itens a seguir.53 Nodiagramaferro-carbono(Fe-C)hvriospontosimportantes,umdelescorrespondemicroestruturaconhecida como perlita, a qual possui em sua composiocercade0,8%deC,empeso.Adicionalmente,opontoassociado perlita tambm coincide com o ponto euttico dodiagrama Fe-C.54 Tantoosaosquantoosferrosfundidossoligasqueconsistem em uma soluo slida substitucional de carbonono ferro e um dos detalhes que distinguem essas duas ligasentresiaporcentagemdeCemcadaumadelas.Nessecasoespecfico,osferrosfundidostipicamentepossuemmenosde1,9%deC,empeso,aopassoqueosaosaocarbonocomerciais,emgeral,apresentamumteordecarbono bastante superior.55 No chamado trabalho a frio dos aos, ocorre o encruamentoda liga. Nesse caso, o trabalho a frio, por um lado, aumentaatensodeescoamentoearesistnciamecnicadaliga,mas, em contrapartida, torna a liga mais frgil. 5 Revenidoourevenimentoumtratamentotrmicocomplementar que se segue tmpera, ou martmpera, comafinalidadedediminuiraexcessivadurezaeastensestermomecnicasresiduaisassociadasaostratamentosanterioresfeitoatemperaturasinferioresdazonacrtica.Assim,duranteorevenimentodeumao,seelepermanecerporalgumtempoemcertasfaixasdetemperaturaproibidas,podeocorrerumareduonaresistncia ao impacto, a qual passvel de se verificar pormeio de um ensaio Charpy. 51 Nodiagramaferro-carbono(Fe-C),humaregiocorrespondentesoluoslidaintersticialdeCnoferrodelta (Fe*). Com relao a essa regio, a fase constituda porFe* e C tem relevncia tecnolgica por ser de importnciaprticanacaracterizaomicroestruturaldosaosaocarbono. Na situao em que um parafuso longo empregado para prenderuma tampa de vaso de presso e considerando que esse parafusoseja solicitado essencialmente a trao, julgue o item seguinte.58 Paraefeitodeclculododimensionamentoatraodoparafuso,corretoadmitirqueastensesnormaissedistribuamuniformementesobreaseotransversaldomesmo, em regies suficientemente distantes da cabea ouda porca.Com relao seo transversal de uma viga de ao com seotransversal em perfil I apoiada em suas extremidades e submetidaao seu prprio peso, correto afirmar que59 as contribuies das mesas da viga ao momento de inrcia derea devem-se principalmente s distncias entre os centrosgeomtricos das mesas e o centro geomtrico da seo I.Supondoqueumpontomaterialestsubmetidoaumdeterminado estado de tenso, julgue os itens a seguir.0 Amaiortensocisalhanteobservadanopontomaterialsempreigualmdiaaritmticadastensesprincipaismxima e mnima no ponto.1 Se as trs tenses principais so iguais entre si, ento todoplano passando pelo ponto material plano principal.UnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 3 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.Umreservatriodeformaesfricaeparedecomespessuratmuitomenorqueseuraiorfoipreenchidocomgsatqueoreservatrioatingisseumapressop.Emrelaoaessereservatrio, julgue os itens a seguir.2 A resistncia do reservatrio presso interna menor queaquela em um reservatrio cilndrico com mesmo raio r emseutrechocilndrico,paredecommesmaespessurateconstrudo com o mesmo material.3 Como o vaso de presso tem parede com espessura t muitomenorqueseuraior,corretoadmitirqueatensodemembrana varie linearmente ao longo da espessura.4 Comoatensodemembranaemumpontodovasodepressoindependedoplanoconsiderado,desdequeomesmo passe pelo centro da esfera, correto concluir quenoseobservamtensescisalhantesnasparedesdoreservatrio.5 AtensodemembranaFobservadanaparededoreservatriopodesercorretamentecalculadapormeiodafrmula.UmtubodeaocomdimetroD,paredecomespessurat,comprimentoLesubmetidoaopesoprpriocomresultantePestapoiadosobredoiscalos,oprimeiroemumadesuasextremidadeseosegundo,aumadistnciadaoutraextremidade. Nessas condies, julgue os itens a seguir. Uma vez que a deflexo da extremidade no apoiada do tubo no-nula, o momento fletor correspondente tambm no-nulo.1 Omaiormomentofletorobservadonotubo,emvalorabsoluto, igual a e ocorre na seo transversal apoiada distncia de uma das extremidades.8 Amaiorforacortanteobservadanotubo,emvalorabsoluto, igual a.9 Adistribuiodemomentosfletorespodesercalculadaderivando-seafunoquedescreveadistribuiodosesforos cortantes em relao coordenada longitudinal dotubo.Uma viga com comprimento L, seo transversal retangular comalturahelargurabestsubmetidaaseupesoprprioeestengastada em ambas as extremidades. Nessas condies, julgueos itens que se seguem.10 A mesma viga, simplesmente apoiada em suas extremidadesesubmetidaaomesmocarregamentoporpesoprprio,estariasubmetidaatensesnormais50%maioresquenasituao presente, biengastada.11 As equaes de equilbrio so suficientes para determinar osesforos reativos nos engastamentos.12 A deflexo mxima da viga ocorre em seu centro e pode sercalculadapelafrmula,emqueErepresentaomdulodeelasticidadedomaterial,representaomomentodeinrciadereadaseotransversaleqrepresentaopesoprprioporunidadedecomprimentoda viga.13 As sees transversais onde a curvatura da viga deformadamximaestoassociadassseesondeosmaioresmomentos fletores, em valor absoluto, so observados.RASCUNHO UnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 4 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.Um eixo de ao de seo circular vasada, com comprimento L,dimetro externo De e dimetro interno Di, aciona uma broca deperfurao. Durante a operao, o torque resistente sobre a brocatemvalorM,enquantootorqueresistenteporunidadedecomprimentoatuantepelosolosobreoeixotemvalorm.Emrelao essa situao, julgue os itens subseqentes.14 As sees transversais mais solicitadas do eixo so aquelasprximas da broca.15 SeodimetrointernoDidoeixoigualmetadedodimetroDe,ento,adotando-secomocritrioovalorabsoluto da tenso cisalhante mxima, a resistncia do eixoigualmetadedaquelaassociadaaumeixodeseocircular cheia construdo com o mesmo material e o mesmodimetro externo De.1 O maior valor da tenso cisalhante observado no eixo iguala.11 De acordo com a teoria de Bernoulli, a distribuio da tensocisalhantenasseestransversaisdoeixodiretamenteproporcional ao raio em cada ponto material considerado.A palavra corroso denota destruio de metal por ao qumicaoueletroqumica.Osmecanismosdecorrososo,emsuamaioria, eletroqumicos. Quanto a esse assunto, julgue os itens aseguir.18 Anodo o eletrodo de uma clula eletroltica em que ocorreoxidao.19 Equivalenteeletroqumicoopesodeumelementoougrupos de elementos oxidados ou reduzidos em um eletrodode uma clula eletroltica pela passagem de uma quantidadeunitria de eletricidade.80 Eletrlito uma substncia ou mistura, usualmente lquida,que contm ons que migram em um campo eltrico.81 OpHumamedidadaatividadeinicadohidrogniodefinidapelaequaopH=log10aH+,emqueaH+aconcentraomolardeonsdehidrogniomultiplicada pelo coeficiente de atividade inica do meio.82 Denomina-sefragilizaopelohidrognioofenmenodeperda de ductilidade de um metal causada pela entrada detomos de hidrognio na estrutura cristalina desse metal.83 Asrieeletroqumicaumalistadeelementosqumicosarranjadosdeacordocomseuspotenciaisdeeletrodo,tomando como padro o eletrodo de hidrognio, arbitradocomosendoigualazero.Osinalnegativoparaoselementoscujospotenciaissocatdicosepositivoparaaqueles andicos em relao ao hidrognio.Quantoaostiposdedanosporcorroso,julgueositenssubseqentes.84 Cavitaooucorrosoalveolarodanocausadoporumataquequmicolocalizadoeacelerado,provocandoaformaodecavidadespenetrantesemtornodasquaisometal permanece relativamente inatacado.85 Corrososobtensoaaodecorrosonainterfacededuassuperfciesemcontatopelaaocombinadadeumprocessodecorrosoetensesdecontato,associadasavibraes que produzem pequenos deslocamentos relativosentre as superfcies.Metais, polmeros e cermicas compem as trs grandes classesde materiais disponveis para aplicaes de engenharia. So ascaractersticas especficas de cada material que iro determinar aescolhacorretaparaaaplicaoemprodutosindustriais,componentes de mquinas e estruturas. No que se refere a esseassunto, julgue os itens a seguir.8 Oaltoteordecementitafazdoferrofundidobrancoummaterial no-dctil, muito frgil, com uma superfcie muitodura, o que o torna prprio para aplicaes que requeremalta resistncia abraso.81 As ligas de titnio no so magnticas, apresentam uma boarelao resistncia/peso e tambm boa resistncia corroso.Elassorecomendadasparaaplicaesemqueserequerassociao de resistncia mecnica, resistncia corroso epeso reduzido. Entretanto, so difceis de serem usinadas ouconformadas, o que as torna muito caras para a fabricao depeaselimitaconsideravelmenteasuautilizaoparaaplicaes usuais.88 A grande vantagem e o apelo utilizao dos compsitospolimricosreforadosporfibrascontnuasdecarbono,vidroouaramidas(kevlar)emaplicaesestruturaisabaixarigidezespecficadessesmateriais,quetornaasestruturas muito leves.89 Os aos inoxidveis martensticos so essencialmente ligasFe-C-Crcom,eventualmente,pequenasquantidadesdenquelepossuemaltatemperabilidade,aquallhesproporcionapropriedadesmecnicasdesejadas.Sochamadosdeaos-turbinaporseremfreqentementeempregadosempsdeturbinasecompressores,molas,eixos, hlices de bombas, hastes de vlvulas, entre outros.90 ALCLADadesignaodadaachapasoutubosdealumnio recobertos com uma pelcula de Zn2O3 altamenteaderente, contnua e uniforme, aplicada em ambas as faces.RASCUNHO UnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 5 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.Considere que a barra mostrada na figura acima seja parte de ummecanismoarticuladodeumsistemarobticoetenhacomofuno a transmisso de movimento linear e foras por meio depinos transversais montados nos olhais. Com relao aos critriosdeseleodomaterialparaessaaplicao,julgueositenssubseqentes.91 Para que a barra possa ser submetida a choques eventuais, omaterial dever ter elevada tenacidade fratura para reduzira fragilidade do componente.92 Para evitar alterao nas dimenses da barra em funo devariaesnatemperatura,omaterialdeverserdebaixacondutibilidade trmica.93 Aprecisodeposicionamentoumfatorfundamental,portanto, a escolha do material dever ser feita em funo darigidez.Acerca dos processos de soldagem, julgue os seguintes itens.94 No processo de soldagem MAG, ao se utilizar CO2 como gsde proteo, o modo de transferncia de metal dominante o gotejamento (spray). 95 O processo de soldagem a arco submerso principalmenteaplicado na soldagem de cordes longos em peas espessas(acimade6mm)deao-carbonoeaosbaixaliga,emestruturas de mdio e grande porte, na indstria naval.9 O processo MIG/MAG, tambm conhecido como GMAW(gas metal arc welding) caracteriza-se pela utilizao de umarco eltrico como fonte de calor, aberto entre a ponta de umeletrodo consumvel, continuamente alimentado, e o metal debase. O arco e a regio da solda so protegidos por um gsinerte, como o argnio ou o hlio, ou ativo, como o CO2 e oO2, ou por uma mistura desses.Comrelaoaosprocessosdeusinagem,julgueoitemsubseqente.91 Ferramentas de ao rpido so indicadas para usinagem emmquinasdealtarigidezealtaprodutividade,comooscentros de torneamento controlados por computador (CNC).Acerca da termodinmica, julgue os itens que se seguem.98 Emumsistematermodinmico,desubstnciapura,duaspropriedadesquaisquersempredefinemoestadotermodinmico.99 A funo de Gibbs constante em um processo reversvel,isotrmicoeisobrico,logo,podeserdeextremaimportncia em sistemas reagentes que ocorrem nas referidascondies.100 Emsistemastermodinmicosfechados,comparedesadiabticas,impermeveisetotalmentergidas,pode-sealterar o estado termodinmico com expanso sbita, pormtal processo considerado irreversvel.101 Em um sistema termodinmico, composto, por exemplo, porCO, O2 e CO2, o equilbrio qumico pode ser aplicado tantopela primeira lei da termodinmica quanto pela segunda.102 EmumacompressorealentreaspressesP1eP2,gsperfeito,atemperaturafinalsempremaiorqueaideal(isentrpica).103 Alteraes na funo de Helmotz em um processo reversvelisotrmico equivalem ao trabalho realizado sobre o sistema.Trocasdecalorsomaiseficientesquandosimplesmentesemisturam os fluxos com diferentes estados termodinmicos, emprocessosadiabticos.Sabe-se,contudo,queprocessosdemisturasograndescausadoresdeirreversibilidade.Considerando essas informaes, julgue o seguinte item. 104 Emumprocessoadiabticodemisturadedoisfluxosdegua,umnoestadosuperaquecidoeooutronoestadolquido,sonecessriasaprimeiraeasegundaleisdatermodinmicaparaadeterminaodoestadofinaldamistura.Considerando-se que P, T e V correspondam, respectivamente, apresso, a temperatura e o volume de um sistema termodinmico,sem restries de fronteira, constitudo de gs perfeito, julgue ositens seguintes. 105 Iniciando-seaP1,T1,V1,pode-seconduzirosistematermodinmicoaumestadoP2,T2,V2,emqueaspropriedades do estado final so independentes.10 Em uma expanso adiabtica real entre as pressesP1 e P2,atemperaturafinalsempresuperiorcorrespondenteisentrpica.UnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 6 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.Considerandooarcomofluidodetrabalho(gsperfeito)inicialmente a P1, T1 e V1, em que ocorrem diversos processostermodinmicos, todos reversveis, em sistema fechado, julgue ositensaseguir,considerando,ainda,queP,TeVrepresentam,respectivamente, presso, temperatura e volume.101 T2 ser igual a T1 se a taxa em que trabalho adicionado aosistemafornumericamenteigualtaxaemqueocalorretirado.108 Searazoentreataxadetrabalhoadicionadoforbemsuperiortaxaemqueocalorretirado,ocoeficientepolitrpico estar entre 1,0 e 1,4, porm numericamente maisprximo de 1,4 que de 1,0.109 Compressoresdevempossuirtratamentonasparedesparaque o processo ocorra com mnimo de trabalho, que obtidoquando o coeficiente politrpico se aproxima de 1,4.110 Um processo de compresso se realiza com menor trabalhoseasfronteirasdosistematermodinmicoforemtaisquenenhuma outra interao ocorra com a vizinhana.111 Emprocessospolitrpicos,PVn=constante,corretoafirmar que, se 0,0 < n < 1,0, o processo de compressocom resfriamento.112 Partindo-sedeP1,T1eV1,possvelrealizarumexperimentoemprocessoscombinadosavolume(cV)eapresso (cP) constantes no qual o ar, sob certas condies,poder apresentar razo entre os calores especficos (cP/cV)igual a 0,95.113 Considereque,emumprocessocomenergiainternaconstante,ascondiesiniciaisparaumsistema,gsperfeito, sejam P1 = 50 MPa e T1 = 200 C. Nesse caso, se apresso final P2 for igual a 100 MPa, a temperatura final serigual a 100 C.Arespeitodosciclosdasmquinastrmicas,julgueositensaseguir.114 Aeficinciatrmicadeumcicloreversvelcompostoporduas isotrmicas a 300 C e 900 C, respectivamente, ligadasporumacompressoeoutraexpansoadiabticastemeficincia trmica de 70%.115 Em geral, os processos de compresso e expanso de ciclostrmicos so considerados teoricamente isentrpicos porquefacilitam sobremaneira os clculos e servem para compararo ciclo em questo com o ciclo de Carnot.11 possvelseidealizarumciclotermodinmicooperandoentrelimitesdetemperatura,contendoduasisotrmicasunidasporduasisocricas,comamesmaeficinciadeCarnot, operando nos mesmos limites de temperatura.111 possvelseidealizarumciclotermodinmicooperandoentrelimitesdetemperatura,contendoduasisotrmicasunidas por duas isobricas, com a mesma eficincia do ciclode Carnot, operando nos mesmos limites de temperatura.Acerca de instalaes de bombeamento, julgue os itens que seseguem.118 Asbombasrotativassoaquelasquepossuemvazoconstante independentemente da contrapresso, desde que omotor tenha potncia suficiente, no impem velocidade aofluido bombeado, o peso especfico do lquido no influenciaa presso de sada e apresentam um ponto timo de operaopara uma dada vazo/presso requerida.119 Dobrando-se a velocidade de uma bomba, a potncia dobrarseelaforrotativaeseroitovezesmaiorseabombaforcentrfuga.120 Cavitao ocorre quando o fluido expande subitamente nasparedes do rotor causando danos na superfcie do mesmo.A figura acima apresenta um desenho esquemtico de instalaodebombeamento.Ascondiesdeoperaosugeridasnoesquemaforamidealizadasemfunounicamentedasnecessidades do solicitante e enviadas a um fabricante. Nessascondies, julgue o item seguinte.121 Bombas centrfugas no podem ser empregadas nesse tipo deaplicao.UnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 7 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.Uma caldeira que opera a 5 bar necessita de 30 m3/h deguaeestsituadaa20macimadoreservatriodegua.Asperdas de carga so equivalentes altura manomtrica devido diferena de cota. A bomba original sofreu danos irreversveis. Osetordemanutenodescobriunoestoquetrsbombas1MC,umabomba2MCeduasbombas3MC,conformeafiguraaseguir.Com base nas informaes acima, julgue o item subseqente.122 Com as bombas disponveis possvel resolver o problema.A respeito de turbinas, julgue os itens a seguir.123 EmumcicloRankine,comturbinadeimpulsoesuperaquecimento, operando entre 70 bar e 0,5 bar, podemsergerados52MWdepotnciatil,aplenacarga.Aumentando-seapressode70barpara90bar,pode-segerar at 15% a mais de potncia com a mesma turbina.124 A acelerao do gs em bocais de expanso ocorre em umaparteconvergentee,emseguida,divergenteporqueoprocesso real no totalmente isentrpico, de forma que ocalorgeradopeloatritonasaltasvelocidadesprovocaaumento do volume especfico do gs exigindo maiores reasde escoamento.Em um processo de compresso de um gs (perfeito) hipottico,a eficincia isentrpica do compressor de 90% e a temperaturade entrada no compressor de 50 C. Considerando que a razode presso igual a 9 e o gs (hipottico) possui razo entre oscaloresespecficosprximode2equeemumprocessoisentrpico, a relao T2 = T1(rp)((!1)/( vlida. A partir dessasinformaes, julgue os seguintes itens.125 Atemperaturarealdedescargaseencontraentre720 C e 810 C.12 Osdadosfornecidossomenteseaplicamacompressoresalternativos,quepressupemsistematermodinmicofechado.Paracompressorescentrfugos,porexemplo,adiferena de entalpia entre a entradae a sada deveria serempregada na determinao da temperatura de sada.121 Seoprocessoforrealizadoemumequipamentotipo turbocompressor, a potncia de compresso, fornecidapela turbina, menor quanto mais prximo for T2, real de T2.128 Emturbocompressores,oprocessodecompresso,desprezando-setodasasperdas,,emgeral,consideradoadiabtico,portanto,aeficinciaisentrpicaquasemxima.Acerca de compressores, julgue os itens que se seguem.129 Em um sistema de compresso (gs perfeito), com mquinaalternativa, a compresso em mltiplos estgios tem comoobjetivo minimizar o trabalho requeridosem resfriamentointermedirio.130 Em um processo de compresso (gs perfeito) qualquer, oresfriamentointermediriotemporobjetivomaximizaramassa admitida.131 Compressores axiais so mais indicados em aplicaes queexigemvazesdaordem800kg/s,comdiferenciaisdepresso superiores a 35 bar.Com relao a turbinas a gs, julgue os itens seguintes.132 Considerandoocalorespecficodoardaordemde1,0kJ(kgK),astemperaturasdeentradaesadadaturbina (100% eficincia isentrpica) de 1.200 C e 600 C,respectivamente, correto afirmar que o trabalho lquido deuma planta de turbina a gs com fluxo mssico de 100 kg/s da ordem de 60 MW.133 Emumaturbinaags,aexpansopodeserconsideradaadiabticadeformaqueoatrito,aolongodoprocesso,promoveaumentodatemperaturadogs,reduzindoaeficincia global do sistema.RASCUNHOUnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 8 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.Em uma turbina a gs ocorre aumento da temperatura do fluido(gsperfeito)noprocessodecompressoenacmaradecombusto.Naturbina,aocontrrio,ocorrequedadetemperatura. Nesse contexto, julgue os itens subseqentes.134 Uma mesma unidade ter, ao longo de um ano, eficinciamdia superior operando nos trpicos em comparao comoutra unidade idntica operando na Sibria, por exemplo.135 Partindo do presuposto de que a anlise termodinmica sempre conduzida para um ciclo fechado hipottico, pode-seconcluirqueaeficinciadeumaunidadedevidaprincipalmente ao custo do combustvel.13 Transfernciadecalor,dosgasesdedescargadaturbinapara o gs de descarga do compressor, benfico do pontode vista da eficincia global do ciclo, porm s custas degrande capital inicial para a planta de gerao de potncia.131 Em sistemas regenerativos, de ciclo fechado, a substituiodo ar por um outro gs pode reduzir consideravelmente ocustodotrocadordecaloremfunodealgumaspropriedades deste novo fluido.Uma das alternativas para que se consiga reduzir emisses degases do efeito estufa e reduzir os custos de gerao de potnciaatravs de pequenos aumentos de eficincia global consiste emcombinar os ciclos Brayton e Rankine. Para uma dada razo depresso e fluxo mssico de combustvel do ciclo Brayton, julgueos itens a seguir.138 No ciclo Brayton, o aumento da temperatura de descarga doar do compressor e a utilizao de palhetas de turbina dematerialcermicocompalhetasdealtodesempenhonaturbinaavapor(cicloRankine)melhoramorendimentoglobal do ciclo combinado.139 A utilizao de palhetas cermicas na turbina a gs, altaseficinciasisentrpicasparaocompressoreaturbinaavapor,ediminuionapressodecondensaodocicloBrayton melhoram o rendimento global do ciclo combinado.140 Para os ciclos Brayton e Rankine, tem-se, respectivamente,diferencial de presso de 10 bar e 30 bar. Dessa forma, mais produtivo para a eficincia global do ciclo combinadoaumentar a eficincia isentrpica da bomba dgua do quea eficincia do compressor, admitindo-se que tais eficinciasso, originalmente, de 90%.141 SeocicloBraytonoperacom100kg/sdear,ocicloRankinedeveoperarcomtaxasbemmenores,devidodiferena de calor especfico dos fluidos, o excessivo calordevaporizao da gua, o rendimento do recuperador decalor,eanecessidadedepreservartalequipamentodepossvel condensao do vapor dgua contido nos gases deexausto do ciclo Brayton, entre outros.142 Se o ciclo Brayton possui eficincia de 40% e o Rankine de20%, a eficincia do ciclo combinado de 60%.143 O clculo da eficincia terica do ciclo combinado pode serrealizadoconhecendo-seapenasoPCI(J/kg)eavazomssica (kg/s) do combustvel, e o calor total, por unidade detempo, transferido no condensador.144 Emfunodoselevadosnveisdepressodetrabalhodeciclos Rankine e considerando-se uma bomba com eficinciaisentrpica de 80%, correto afirmar que 20% da potnciafornecida na turbina a vapor utilizada para acionar a bomba,o restante pode ser utilizado no gerador eltrico.145 EmumcicloRankineoperandoisoladamente,oreaquecimentodovaporentremltiplasexpanses,combinado com algumas extraes (regenerativos), servemparamelhorarorendimentotrmicodaplanta,bemcomodiminuiroconsumoespecficodevapor,paraumdadorequerimento de potncia til.RASCUNHOUnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 9 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.fonteR1CLS1S2 R2Considerandoqueumtanquequearmazenagsliquefeitodepetrleo(GLP),emestadoslquidoegasoso,possuaummanmetroqueregistraapressomanomtrica,julgueosseguintes itens.14 A presso absoluta no tanque dada pela soma das pressesmanomtrica e atmosfrica.141 Apressoabsolutanotanque,emgeral,inferiordaatmosfrica, caracterizando uma presso vacuomtrica.148 Se o manmetro for instalado na posio inferior do tanque,ele dever medir uma presso equivalente altura de gsliquefeitodadaporgH,emqueamassaespecfica,g,aaceleraodagravidade,eH,aalturadefluido no tanque.149 A presso nas paredes do tanque somente ser distribudauniformemente se o tanque armazenar GLP em fase gasosa.A equao de Bernoulli, proposta em 1738, relaciona presso,velocidade e elevao em um escoamento de fluido. Julgue ositens que se seguem, quanto ao uso dessa equao.150 Oescoamentodeveocorreremregimepermanente,semapresentar atrito.151 Essaequaopodesercorretamenteaplicadatantoaescoamentosincompressveisquantoaescoamentoscompressveis.152 Essa equao quantifica a relao entre presso, velocidadee elevao em uma nica linha de corrente.153 Naausnciadepotnciadeeixoetrocadecalor,asequaes de energia e de Bernoulli so equivalentes paraum escoamento incompressvel e em regime permanente.Considerando que um fluido viscoso escoa em uma tubulaocom comprimento, dimetro e a uma vazo conhecidos, julgueos itens subseqentes.154 Aperdadecarganessatubulaopodesercorretamenteestimada a partir do diagrama de Moody, que relaciona umfator adimensional de atrito com o nmero de Reynolds doescoamento e a rugosidade relativa da tubulao.155 Seodimetrodatubulaoaumentar,aperdadecargatambm deve aumentar.15 Seavazodoescoamentodiminuir,aperdadecargatambm deve diminuir.Osescoamentosdefluidosseguemasequaesclssicasdeconservao da massa, da quantidade de movimento e de energia.Essas equaes so expressas de forma integral ou diferencial esoaplicadasemdiferentesproblemasdeengenharia.Nessecontexto, julgue o seguinte item.151 Aequaodacontinuidadequantificaaconservaodamassa em qualquer posio do escoamento. Para escoamentoincompressvel, a forma diferencial da equao caracteriza ocampodevelocidadecomosolenoidal,isto,campocomdivergncia nula.Afiguraacimailustraoesquemadeumcircuitoeltricoconstitudodeumafonte,duasresistncias,umcapacitor,umindutoreduaschaves(S1eS2)abertas.Comrelaoaessecircuito e aos princpios envolvidos, julgue os itens subseqentes,considerando que inicialmente o capacitor esteja completamentedescarregado.158 Considere a seguinte situao para o circuito mostrado: fontede corrente contnua (CC) com fora eletromotriz V, chave S2abertaechaveS1fechada.Nessecaso,ocapacitorsercarregadoatqueadiferenadepotencialentreosseusterminais seja igual fora eletromotriz fornecida pela fonte.159 No caso de a fonte ser de corrente contnua (CC), mantendo-se a chave S1 aberta e fechando-se a chave S2, a corrente quepercorrerocircuitoemfunodotempocorretamenterepresentada pela expresso:.10 Considerequeafonteforneceaocircuitoumavoltagemalternada dada por V(t) = Vo sen t, em que Vo a voltagemmxima e T, a freqncia angular. Nesse caso, mantendo-sea chave S2 aberta e fechando-se a chave S1, a voltagem nocapacitor se atrasar em 90 em relao corrente.UnB / CESPE PETROBRAS CONHECIMENTOS ESPECFICOS / NVEL SUPERIOR PSP-RH-1/2004 Aplicao: 28/3/2004Cargo 17: Engenheiro(a) de Equipamentos Jnior Mecnica 10 permitida a reproduo apenas para fins didticos, desde que citada a fonte.hastestemperaturaambienteT2T2L LT111 Caso a fonte do circuito fornea uma diferena de potencial iguala V(t) = V0 sen t, mantendo-se a chave S1 aberta e fechando-sea chave S2, a corrente aps certo tempo se adiantar em relao voltagem.12 Emumcircuitodecorrentealternadacapacitivo,acorrenteaumentatantocomoaumentodafreqnciaquantodacapacitncia, desde que no haja variao na resistncia.13 Nomotordeinduo(motorCA)soinduzidascorrentesalternadasnocircuitodorotordevidoaocampomagnticogirantedoestator.impossvelparaorotordeummotordeinduogirarcomamesmavelocidadedocampomagnticogirante.Os mecanismos fundamentais de transferncia de calor envolvem otransporte de energia por conduo, conveco e radiao. Julgue ositens seguintes, acerca desse assunto.14 A conduo de calor o mecanismo que acontece somente emslidos e ocorre devido ao processo de transporte de energia deorigemdedifusomoleculartendoemvistaadiferenadetemperatura.15 A conveco est associada ao transporte de energia em fluidosemmovimento,apartirdeumadiferenadetemperaturanointerior do fluido.1 Oprocessodetransfernciadecalorporconveconaturalassocia-se ao movimento de fluidos devido s foras de empuxo.11 Atrocadecalorpelaradiaoummecanismoquenoestassociado aos processos formulados pela mecnica dos meioscontnuos, visto que essa troca de calor envolve a propagao deenergia por ondas eletromagnticas.A formulao elementar das trocas de calor por conduo, convecoeradiaoenvolveleisclssicas,postuladasporrelaesentreofluxo de calor e a diferena de temperatura. Com base nessas leis,julgue os seguintes itens.18 A lei de Fourier para a conduo de calor estabelece uma relaolinear do fluxo de calor com a diferena de temperatura, tendocomo parmetro de proporcionalidade a difusividade trmica.19 A conveco foi formulada por Newton para o resfriamento deuma superfcie aquecida e relaciona linearmente o fluxo de calorcom a diferena de temperatura, introduzindo como parmetrode proporcionalidade o coeficiente de troca convectiva h. Essarelao, no entanto, s aplicvel a conveco forada.110 Emtrocasdecalorpelaradiao,ocalorproporcionaldiferenadasquartaspotnciasdastemperaturas,expressasnecessariamente, em kelvins.Considerequeumaestruturacomhastesdesuportedeumequipamentoindustrialtenhasidoconstrudaemmaterialisolanteeapresenteageometriacomomostradanafiguraacima.Julgueoitemaseguir,noqueconcernetrocadecalor por conduo nas referidas hastes.111 Utilizando a lei de Fourier, pode-se estimar a troca decalor em cada haste como, em que Aareadasecotransversaldahasteekasuacondutividade trmica.Noescoamentointernoemumdutodeseoconstante,ocoeficiente de troca convectiva h pode ser determinado pormeio de uma equao emprica na forma Nu = a Reb Prc,emqueNuonmerodeNusselt,ReonmerodeReynolds, Pr o nmero de Prandtl e a, b, e c so constantes.Considerando que a vazo de escoamento do fluido seja iguala Q e que o duto possua dimetro D, julgue os itens seguintes.112 Seavazocaipelametade,entoocoeficientedetransferncia de calor tambm reduzido metade.113 A vazo do fluido no influencia o fluxo de calor.A respeito da operao de trocadores de calor, julgue os itensseguintes.114 Trocadores de calor em contracorrente caracterizam-seporapresentarematransfernciadecalorentreasparcelas mais quentes e mais frias dos dois fluidos emsuas extremidades.115 Nostrocadoresdecaloremcorrentesparalelas,asdiferenasdetemperaturaentreosfluidossomaisintensas,envolvendo,portanto,maioresgradientesdetroca, o que pode comprometer a integridade estruturaldevido a questes de dilatao trmica.Universidade de Braslia (UnB)