O calor de um sólido frequentemente é transferido através da parede do material por condução e, finalmente, dissipado para o ar ambiente por convecção. Um bom isolamento térmico também deve ser fornecido para não sobrecarregar os equipamentos. Um laboratório de conservação de hemoderivados, com temperatura ambiente de 25°C, recebe calor do ambiente externo, que está a 32°C. As paredes foram feitas de um tijolo especial, com condutividade térmica de 0,50 W/m . K, possuindo 20 cm de espessura e ocupando uma área total de 100 m². Os valores do coeficiente de transferência de calor por convecção no lado interno e no lado externo devem ser retirados da tabela a seguir:

Valores do coeficiente de convecção “h” para situações de convecção natural em edifícios (ar ↔ superfícies)

Com base nas informações fornecidas, assinale a alternativa que corresponde corretamente à quantidade de calor recebido.

(Para fins de facilitação, pode-se arredondar a resposta e desprezar os algarismos depois da vírgula.)

Analise os trocadores calor cujos nomes de seus componentes foram propositalmente excluídos. Cada um teve uma figura geométrica, escolhida aleatoriamente, relacionada ao lado para sua posterior identificação.

Para um projeto de retrofit de um sistema pneumático, ficou estabelecido que seria reaproveitado o compressor existente juntamente com o reservatório de ar comprimido utilizado no sistema; no entanto, ele deveria ser calculado, considerando a necessidade de abastecimento futuro. Calcule a massa específica e o peso do ar contido no tanque, quando a pressão manométrica do ar no tanque for igual a 350 kPa; pressão necessária para a alimentação do sistema.

Dados:

• Admita que a temperatura do ar no tanque é 22°C e que K = °C + 273;

• Pressão atmosférica vale 100 kPa;

• A constante do gás para o ar é R = 287 (J/kg . K);

• Considere a gravidade g = 10m/s².

Assinale, a seguir, os valores de massa específica e peso, respectivamente.

O isolamento térmico consiste na instalação de barreiras para impedir a transferência de calor dos equipamentos para o ambiente a uma temperatura diferente. O isolamento térmico do freezer será feito com Poliuretano (PUR) – uma espuma rígida que resulta da reação química entre um poli-isocianato e um gás expansor. Juntos proporcionam um elevado fator de isolamento térmico, especialmente para superfícies que operam em baixas temperaturas. Essas características se devem à sua baixa densidade (massa específica aparente) e ao reduzido coeficiente de condutividade térmica. Considerando que o freezer utilizado possui as dimensões e o valor de U calculado na questão anterior, determine a espessura mínima de um isolantepoliuretano expandido (k = 0,020 W/m . K) a ser aplicada às superfícies do compartimento.

(Despreze a contribuição dos materiais de revestimento interno e externo. Os coeficientes de convecção interno e externo podem ser assumidos como 7,5 e 20,0 W/m² . K.)

Com base nas informações fornecidas, determine o coeficiente global de transferência de calor que os materiais das paredes do freezer devem ter para garantir um ganho de calor menor que 500 W, quando as temperaturas externa e interna são, respectivamente, 30°C e –20°C.

Um compressor alternativo de um estágio de apenas um cilindro possui um êmbolo que trabalha na compressão do ar, tendo um peso igual a P = 20 N. O cilindro possui altura igual a 150 mm e um diâmetro igual a D₁ = 120 mm e D₂ = 120,3 mm; dessa forma existe, uma película de óleo entre o tubo e o cilindro de 0,15 mm de filme fluídico, como ilustrado a seguir. O pistão do compressor desloca com uma velocidade constante igual a 50 mm/s impussionado por um motor elétrico com redutor que gira a 50 RPM:

A viscosidade dinâmica desse fluido lubrificante entre as paredes do cilindro e do pistão e a tensão de cisalhamento na parede interna do cilindro do compressor são:

O estado termodinâmico de um sistema é a sua condição de atribuição de valores às suas propriedades em um determinado instante. Uma propriedade termodinâmica é qualquer característica (grandeza físico-química) que sirva para descrever o sistema. As propriedades termodinâmicas mais importantes, na análise de máquinas térmicas e de fluxo, são:

O ventilador é uma máquina que tem como função levar gás de um local para outro. É utilizado, por exemplo, para trazer uma quantidade de ar novo para um ambiente. O ar pode ser empurrado para dentro do ambiente ou ser puxado para fora do ambiente e o equipamento que realizará essa tarefa é o mesmo, mudando de nome conforme a situação. Quando o ar é empurrado, chamamos o equipamento de ventilador; quando o ar é puxado chamamos de exaustor. Existem basicamente dois tipos de ventiladores: o axial e o radial. O ventilador do tipo axial é aquele cuja pá lembra uma hélice. O ventilador do tipo radial também é conhecido como centrífugo devido ao fato de aspirar o ar pelo centro. As pás são distribuídas radialmente formando um rotor parecido com um cilindro. O fluxo se dá radialmente do centro para fora do conjunto, ou seja, opera da mesma maneira que uma bomba centrífuga para líquidos. O ventilador industrial é um equipamento utilizado quando há a necessidade de circular e renovar o ar dentro dos ambientes industriais; por meio das suas pás, sopra o ar para os locais em que estão direcionados. Os ventiladores industriais podem ser classificados apenas em:

Em um sistema de resfriamento, o fluido refrigerante R-134a entra em um condensador a 45°C no estado de vapor saturado a uma vazão de 20 kg/h. Ao deixar o equipamento, o fluido apresenta a mesma temperatura; porém, no estado de líquido saturado, indicando que houve uma completa condensação do vapor:

(Imagem meramente ilustrativa.)

Calcule o fluxo de calor trocado durante o processo de condensação e assinale a afirmativa correta.

Dados:

Ar → Entalpia de entrada (h) = 25 kJ/kg;

Entalpia de saída (h) = 35 kJ/kg;

R-134a → Entalpia de entrada (h) = 419,6 kJ/kg;

Entalpia de saída (h) = 256,4 kJ/kg;

Calor específico (c_p) = 1,23 \( \dfrac{kJ}{kg.K} \)

No meio industrial, o termo “falha” é uma referência a um ou vários eventos que acontecem em máquinas e equipamentos, causando interferência em seu funcionamento. Segundo a NBR 5462, a falha é o término da capacidade de um item desempenhar a função requerida. É associada a perda total da capacidade de produção do equipamento e vista como um evento. Isso significa que o ativo não funciona da maneira adequada e afeta a produção da operação. Existem alguns conceitos que se relacionam com a falha; analise-os.

• Falha crítica: tal medida resultará em condições perigosas e inseguras, tanto para a equipe que trabalha quanto aos danos materiais.

• Falha aleatória: ocorre no período de operação,sendo relacionada a princípio de natureza técnica, operacional ou humana.

• Falha por desgaste: acontece devido ao tempo, condição, vida útil do ativo ou falta de manutenção adequada.

Na manutenção, o modo de falha é a forma como um defeito se apresenta no equipamento, ou seja, o sinal apresentado quando o maquinário em questão deixa de desempenhar sua função. Assinale a afirmativa INCORRETA sobre os modos de falha.