TecOperacao-MecanicaFluidos-1a

CONCURSO PETROBRAS T ÉCNICO ( A )

DE

O PERAÇÃO J ÚNIOR

T

Mecânica dos Fluidos e Processos de Separação

R AF

Questões Resolvidas RETIRADAS DE PROVAS DA BANCA

CESGRANRIO

D

Q UESTÕES

Produzido por Exatas Concursos www.ExatasConcursos.com.br rev.1a

9 85 73 47 . 12 6. 3 34 7. 8

57 -3 9

Introdução

12 6.

Recomendamos que o candidato primeiro estude a teoria referente a este assunto, e só depois

T

utilize esta apostila. Recomendamos também que o candidato primeiro tente resolver cada questão, sem olhar a resolução, e só depois observe como nós a resolvemos. Deste modo acreditamos que este

7-

39

material será de muito bom proveito.

85

Não será dado nenhum tipo de assistência pós-venda para compradores deste material, ou

39

R AF

seja, qualquer dúvida referente às resoluções deve ser sanada por iniciativa própria do comprador, seja

7.

34

7-

consultando docentes da área ou a bibliografia. Apenas serão considerados casos em que o leitor

12

corrigido.

6.

7. 85

encontrar algum erro (conceitual ou de digitação) e desejar informar ao autor tal erro a fim de ser

34

As resoluções aqui apresentadas foram elaboradas pela Exatas Concursos, única responsável

6.

pelo conteúdo deste material. Todos nossos autores foram aprovados, dentre os primeiros lugares, em

12

concursos públicos relativos ao material elaborado. A organização, edição e revisão desta apostila é responsabilidade de nossa equipe. A Exatas Concursos e todos seus autores não possuem nenhum

73

9

tipo de vínculo com a empresa CESGRANRIO, CESPE ou qualquer outra banca examinadora.

47 .8 5

Este material é de uso exclusivo do(a) comprador(a). Sendo vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsa-

D

bilização civil e criminal.

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

Faça um bom uso do material, e que ele possa ser muito útil na conquista da sua vaga.

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

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57 -3 9

Índice de Questões

Prova: Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2012/1

12 6.

Q53 (pág. 1), Q54 (pág. 3), Q55 (pág. 6), Q57 (pág. 2), Q59 (pág. 4).

T

Prova: Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2011/1

39

Q53 (pág. 5), Q55 (pág. 7), Q56 (pág. 8), Q58 (pág. 15), Q59 (pág. 9).

7.

34

7-

7. 85

Q58 (pág. 13).

39

R AF

Q51 (pág. 10), Q52 (pág. 11), Q54 (pág. 10), Q55 (pág. 12), Q57 (pág. 30),

85

7-

Prova: Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2010/2

6.

Prova: Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras Maio/2010

12

34

Q27 (pág. 14), Q38 (pág. 16), Q44 (pág. 17), Q45 (pág. 18), Q46 (pág. 19),

6.

Q47 (pág. 20), Q48 (pág. 21).

12

Prova: Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras Março/2010

73

Q47 (pág. 27), Q48 (pág. 28), Q49 (pág. 29).

9

Q18 (pág. 22), Q28 (pág. 25), Q34 (pág. 23), Q44 (pág. 24), Q45 (pág. 26),

47 .8 5

Prova: Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2008/2

D

Q42 (pág. 31), Q45 (pág. 32), Q46 (pág. 33).

12 6. 3

Prova: Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2012/2 Q41 (pág. 34), Q46 (pág. 35), Q47 (pág. 37), Q51 (pág. 39), Q52 (pág. 38), Q53 (pág. 40), Q57 (pág. 41).

Prova: Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2011/3 Q32 (pág. 42), Q35 (pág. 42), Q36 (pág. 43), Q37 (pág. 43), Q38 (pág. 45),

39

Q39 (pág. 45), Q47 (pág. 46), Q59 (pág. 47), Q60 (pág. 48).

57 -

Prova: Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2008/2

47 .8

Q29 (pág. 49), Q34 (pág. 50), Q39 (pág. 51), Q40 (pág. 52).

12

6. 3

Número total de questões resolvidas nesta apostila: 54

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

9 85 73 47 . 12 6. 3 57 -3 9

Mecânica dos Fluidos e Processos de

39

Questão 1

T

12 6.

34 7. 8

Separação

(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2012/1)

7-

53

85

7.

39

R AF

Nas indústrias química e de petróleo, as operações unitárias são de vital importância, atuando de modo a fazer com que se possam obter os produtos desejados, usando a transferência de calor e/ou massa.

6. 12

12

6.

7. 85

34

Evaporação Destilação Absorção Extração Condensador

34

(A) (B) (C) (D) (E)

7-

Dentre as operações unitárias relacionadas, qual é baseada na transferência mútua de calor e massa?

Resolução:

47 .8 5

massa:

73

9

Vamos analisar cada uma das afirmativas, quanto à transferência de calor e

D

(A) O processo de evaporação é utilizado para separar um sólido de um líquido.

12 6. 3

O sistema cede calor (transferência de calor) a esta mistura fazendo com que o líquido atinja o seu ponto de ebulição passe a evaporar. Neste momento, forma-se uma fase gasosa composta pela substância que está evaporando, ou seja, há também transferência de massa.

(B) O processo de destilação se baseia no equilíbrio de fases entre as duas

39

fases que se deseja separar. Para uma mistura binária, em uma determinada

57 -

pressão ou temperatura, coexistem duas fases, uma líquida e uma gasosa.

12

6. 3

47 .8

Estas duas fases irão trocar massa até que o equilíbrio líquido-vapor seja atingido. A fase gasosa será rica no componente mais volátil enquanto a fase líquida é rica no componente menos volátil.

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Mecânica dos Fluidos

2

47 .

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12 6. 3

(C) Na absorção, o elemento que deve ser absorvido passa para a corrente líquida sem que haja troca de calor entre as fases. Há somente transferência de massa.

(D) Na extração, o soluto passa para a fase mais rica em solvente sem que haja

57 -3 9

troca de calor entre as fases. Há somente transferência de massa. (E) O condensador não é uma operação unitária, e sim um equipamento onde

34 7. 8

ocorre o processo de condensação.

Uma consideração que deve ser feita é que na maioria processos de desti-

12 6.

lação existe uma fonte de calor (geralmente um refervedor), que irá transferir calor

T

para a mistura, permitindo que se alcance os estágios de equilíbrio. Nestes casos, existe simultaneamente transferência de calor e massa. Porém, em alguns tipos

39

como na destilação flash, o estado de equilíbrio é atingido a partir da redução da

57

85



7.

Alternativa (A)  

12

6.

7. 85

6.

34

Questão 2



34

7-

39

R AF

7-

pressão, sem haver troca de calor.

(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2012/1)

12 6. 3

Resolução:

47 .8 5

D

73

9

12

Na construção de bombas centrífugas, em alguns casos, utilizam-se difusores fixos dentro da voluta. O uso dos difusores faz com que (A) aumente a conversão de energia cinética em energia de pressão com a diminuição da aceleração. (B) aumente a aceleração do fluido e da pressão em relação à voluta simples. (C) diminua a pressão em relação à voluta simples com o aumento na aceleração do fluido. (D) seja dispensada a escorvagem na bomba dada a presença dos difusores. (E) melhore o efeito da turbulência, sendo que, quanto menor o número de paletas fixas, menores as perdas por turbulência.

Os difusores são palhetas estáticas, localizadas no interior da voluta de

bombas centrífugas, cuja função é recuperar a energia deste fluido, convertendo a energia cinética máxima que este possui no olho do impelidor em energia de pressão na zona de descarga da bomba.

39

Os difusores aumentam a área da seção e diminuem a velocidade de 



Alternativa (A)  

12

6. 3

47 .8

57 -

descarga do fluido, recuperando potência consumida.

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12 6. 3

Questão 3

85 73

Mecânica dos Fluidos

54

No processamento de petróleo, podem-se obter diversos tipos de produtos essenciais ao cotidiano, como combustíveis, polímeros e química fina. Para obter tais produtos, o petróleo passa por diversos processos de refino. Na refinaria, que tipo de processo se utiliza para gerar mais gasolina?

57 -3 9

Destilação fracionada Coqueamento Craqueamento térmico Craqueamento catalítico fluidizado Hidrotratamento

34 7. 8

(A) (B) (C) (D) (E)

Resolução:

12 6.

Vamos analisar cada uma das afirmativas:

T

(A) A destilação fracionada é o primeiro processo utilizado para separar o petróleo

7-

85

também de destilação atmosférica.

39

bruto em diversas frações com diferentes pontos de ebulição. É chamado

7.

39

R AF

(B) O coqueamento é o processo para obtenção de coque, produto sólido, ne-

34

7-

gro e brilhante. O processo de coqueamento é muito importante para óleos

6.

7. 85

pesados.

12

6.

12

34

(C) Craqueamento térmico é um processo utilizado para “quebrar” moléculas grandes de petróleo em moléculas menores, como gasolina, gases olefínicos, entre outros, através da ação do calor.

9

(D) O Craqueamento catalítico fluidizado é uma alternativa ao craqueamento tér-

73

mico, que tem a mesma finalidade porém opera através de catalisadores. Este

47 .8 5

processo produz gasolina com maior grau de octanagem.

D

(E) O hidrotratamento é um processo utilizado nas diferentes frações de petróleo

12 6. 3

que consiste na inserção de gás hidrogênio para remover componentes indesejados destas correntes, como enxofre e nitrogênio. 



12

6. 3

47 .8

57 -

39

Alternativa (D)  

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12 6. 3

Questão 4

85 73

Mecânica dos Fluidos

59

57 -3 9

Dois canos de água cilíndricos e uma torneira são representados, na figura abaixo, na qual as setas indicam a direção do fluxo de água.

7-

39

Resolução:

T

12 6.

34 7. 8

No cano 1, de diâmetro 3,0 cm, a água flui com velocidade de 150 cm/s. No cano 2, de 2,4 cm de diâmetro, a velocidade da água é a mesma. Considere a viscosidade da água desprezível. Qual é, em cm3/s, aproximadamente, a vazão da água na torneira? Dado: π = 3 (A) 365 (B) 300 (C) 135 (D) 90 (E) 0

85

Considerando que este sistema está em estado estacionário e que não

7.

39

R AF

há variação na massa específica da água, podemos considerar que a vazão

34

7. 85

7-

volumétrica que escoa no cano 1 é igual a soma das vazões volumétricas do cano

6.

12

V1 = V2 + V3

V3 = V1 − V2

V3 = (v1 A1 ) − (v2 A2 )     D12 D22 V3 = v1 π − v2 π 4 4     2 3 × 2, 42 3×3 − 150 V3 = 150 4 4   150 × 3 V3 = × (32 − 2, 42 ) 4 450 V3 = × (9 − 5, 76) 4 cm3 V3 = 364, 5 s

47 .8 5

12 6. 3

D

73

9

12

6.

34

2 e da torneira.



Alternativa (A)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39



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12 6. 3

Questão 5

85 73

Mecânica dos Fluidos

53

h

12

6.

7-

7.

34

a pressão cai independente do valor de h. a pressão cai em função do valor de h. a pressão aumenta independente do valor de h. a pressão aumenta em função do valor de h. a pressão se mantém constante.

6.

(A) (B) (C) (D) (E)

12

34

7. 85

7-

39

R AF

Sabendo-se que a velocidade da água no ponto B é maior do que no ponto A devido ao fluxo constante, e considerando-se que não há dissipação nem perdas por atrito, afirma-se que

39

T

A

B

85

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

Uma tubulação industrial com fluxo constante de água, em regime estacionário, não viscoso e incompressível, apresenta, em um certo trecho, contração do diâmetro e elevação de altura Δh, como ilustra a figura.

Resolução:

73

9

Aplicando a equação de Bernoulli entre os pontos A e B, temos:

47 .8 5

v2 PB v2 PA + hA + A = + hB + B ρg 2g ρg 2g

12 6. 3

D

Pela figura, podemos considerar ha = 0 e hb = h. Ainda, é informado que

vB > vA . Assim, temos:

39

PA vA2 PB v2 + = +h+ B ρg 2g ρg 2g PB PA v 2 − vB2 = −h+ A ρg ρg 2g

57 -

Visto que h é um valor positivo, e que

2 −v 2 vA B 2g

resultará em um valor negativo

12

6. 3

47 .8

(lembrando, vB > vA ), necessariamente PB será menor do que PA . Podemos ver que, quanto maior for o valor de h, menor será o valor de Pb , ou seja, mais a pressão cai.

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

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Mecânica dos Fluidos

6



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7-

39

12 6.

55

T

34 7. 8

Questão 6

57 -3 9

12 6. 3

Alternativa (B)  

6. 12

85

12

6.

34

7.

39

7. 85

7-

as zonas de carga e/ou sucção não podem ser definidas. S e Y são zonas de sucção. S e X são zonas de sucção. S e X são zonas de descarga. S e Y são zonas de descarga.

34

(A) (B) (C) (D) (E)

R AF

Acima podem ser vistos dois esquemas referentes a bombas centrífugas. Tendo em vista o funcionamento e a construção dessas bombas, constata-se que

Resolução:

É importante observarmos a posição do impelidor em ambos os casos. No

73

9

caso de bombas centrífugas, a sucção do líquido se dá sempre no olho do impeli-

47 .8 5

dor, enquanto que o outro extremo será a zona de descarga, ou bocal de recalque. Sabendo disso, observamos que as letras R e Y definirão as zonas de





Alternativa (D)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

bas.

12 6. 3

D

sucção, enquanto que S e X irão definir as zonas de descarga destas duas bom-

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12 6. 3

Questão 7

85 73

Mecânica dos Fluidos

55

Uma bomba centrifuga de 1.000 W de potência localiza-se no andar térreo de um edifício. Desprezando-se todas as perdas por atrito na tubulação e dissipações de energia no percurso, quanto tempo é necessário para essa bomba encher completamente uma caixa d’água de 6.000 litros, inicialmente vazia, localizada a uma altura de 30 m do chão?

57 -3 9

Dado: g = 10 m/s2

μágua (massa específica da água) = 1,0 kg/L

39

Resolução:

T

34 7. 8

30 min 60 min 90 min 120 min 150 min

12 6.

(A) (B) (C) (D) (E)

6.

7. 85

34

7-

˙ P = Qρhg

7.

39

R AF

P = mhg ˙

85

7-

Sabemos que a potência de uma bomba pode ser escrita como:

12

34

Devemos calcular a vazão volumétrica de água para obtermos o tempo

6.

necessário para escoar 6.000 L. Substituindo os valores, temos:

47 .8 5

73

9

12

1000 = Q˙ × 1 × 30 × 10 1.000 Q˙ = 30 × 10 10 L Q˙ = 3 s

V Q˙ = t 10 6.000 = 3 t 6.000 × 3 t= 10 t = 1.800s t = 30min 



Alternativa (A)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

E a vazão volumétrica vale:

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12 6. 3

Questão 8

85 73

Mecânica dos Fluidos

56

Nos trocadores de calor do tipo casco e tubo, há uma separação dos fluidos, que trocam calor entre si sem se misturarem. A construção se baseia num feixe de tubos inseridos no interior de um casco, onde um dos fluidos corre pela parte interna dos tubos, e o outro, pela parte externa.

57 -3 9

O uso de um feixe de tubos ao invés de um tubo único, visa a

39

T

12 6.

34 7. 8

(A) diminuir a área de contato entre os fluidos para melhorar a eficiência. (B) aumentar o comprimento de contato entre os fluidos. (C) aumentar a constante de condutibilidade térmica do material que separa os fluidos. (D) aumentar a diferença de temperatura entre os fluidos, de modo a melhorar o fluxo de calor. (E) aumentar a área de contato entre os fluidos, de modo a melhorar o fluxo de calor.

85

39

R AF

7-

Resolução:

34

12

Q = U · A · LM T D

6.

7. 85

seguinte equação:

7.

7-

O calor trocado entre dois fluidos em um trocador de calor é dado pela

34

onde U é o coeficiente de película, A é a área de troca térmica entre os dois fluidos

12

6.

e LM T D é a média logarítmica de diferença de temperatura. Ou seja, o calor trocado entre os dois fluidos será função destas três var-

73

9

iáveis. A área de troca térmica será a área de contato entre as duas correntes.

47 .8 5

Quando se tem vários tubos, a área vale:

D

A = πDLntubos npasses

12 6. 3

Assim, quanto maior o número de tubos, maior é a área de troca térmica e

maior é o calor trocado.





12

6. 3

47 .8

57 -

39

Alternativa (E)  

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(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2011/1) 59 Entre as operações unitárias mais importantes numa indústria, estão os processos de transferência de massa. Nesses processos, ocorre o deslocamento de uma ou mais substâncias químicas. A esse respeito, analise as afirmativas abaixo. - A transferência de massa se dá pela difusão ou convecção. II - O processo de transferência de massa mais utilizado na indústria é a destilação, cujo princípio fundamental se baseia na diferença de volatilidade entre as substâncias. III - O radiador nos automóveis é um exemplo de processo de transferência de massa líquido-líquido.

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

I

12 6. 3

Questão 9

85 73

Mecânica dos Fluidos

34

7. 85

12

6.

Vamos analisar as afirmativas:

34

7.

39

7-

Resolução:

85

7-

39

I, apenas. II, apenas. I e II, apenas. II e III, apenas. I, II e III.

R AF

(A) (B) (C) (D) (E)

T

Está correto o que se afirma em

(análoga à transferência de calor por condução) quanto por convecção (através de um fluido em movimento).

9

12

6.

I. VERDADEIRO. A transferência de massa pode ocorrer tanto por difusão

73

II. VERDADEIRO. A destilação se baseia na transferência de massa entre as

47 .8 5

duas fases em equilíbrio. Quanto maior for a volatilidade relativa entre as duas substâncias que se deseja separar, mais eficiente é este processo de

12 6. 3

D

separação.

III. FALSO. O radiador é um equipamento que propicia a transferência de calor entre dois fluidos.





12

6. 3

47 .8

57 -

39

Alternativa (C)  

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9 10

(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2010/2) 51

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12 6. 3

Questão 10

85 73

Mecânica dos Fluidos

34 7. 8

57 -3 9

A primeira etapa do refino do petróleo é feita na unidade de destilação atmosférica, quando o óleo bruto é separado em diversas frações, à pressão atmosférica. O processo descrito é denominado (A) destilação fracionada. (B) desaltação fracionada. (C) fracionamento mecânico. (D) hidrotratamento. (E) craqueamento ou pirólise.

Resolução:

12 6.

Como a descrição do processo já diz, esta operação de refino separa o petróleo em diferentes frações de petróleo, onde cada uma irá possuir um ponto

T

de ebulição diferente. O processo de separação utilizado é a destilação, que se

39

baseia da diferença de volatilidade entre estas frações. Visto que o petróleo é sep-

12

6.

Questão 11

7.





6.

Alternativa (A)  

12

34

7. 85

34

7-

39

R AF

fracionada.

85

7-

arado em diversas frações, este processo de destilação é chamado de destilação

(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2010/2) 54

47 .8 5

12 6. 3

D

73

9

O Sistema Internacional de Unidades (SI) é o padrão de medidas recomendado pela Conferência Geral de Pesos e Medidas, sendo, atualmente, o mais utilizado no Brasil e no mundo. São unidades do Sistema Internacional: (A) metro, quilograma, segundo e kelvin. (B) metro, quilograma, hora e Celsius. (C) metro, grama, minuto e Celsius. (D) milha, libra, segundo e fahrenheit. (E) jarda, quilograma, hora e fahrenheit.

Resolução:

O Sistema Internacional de unidades (SI) é disposto em torno de sete

unidades básicas. As sete grandezas englobadas e suas respectivas unidades

39

são: comprimento (metro), massa (quilograma), tempo (segundo), corrente elétrica

57 -

(ampère), temperatura (kelvin), quantidade de matéria (mol) e intensidade lumi



Alternativa (A)  

12

6. 3

47 .8

nosa (candela).

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

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12 6. 3

Questão 12

85 73

Mecânica dos Fluidos

Um dos exemplos de operações unitárias numa indústria são os processos de transferência de calor. Nesses processos térmicos, são utilizados trocadores de calor. A esse respeito, considere as afirmativas abaixo.

– A transferência de calor se dá pelo contato ou pela mistura dos fluidos. II – A transferência de calor se dá através de uma parede que separa as partes com temperaturas diferentes. III – O radiador dos automóveis é um exemplo de trocador de calor, em que a água quente troca calor com o ar ambiente.

39

6.

7. 85

34

7-

Vamos analisar as afirmativas:

7.

39

R AF

Resolução:

85

7-

12 6.

Está correto o que se afirma em (A) I, apenas. (B) II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III.

T

34 7. 8

57 -3 9

I

12

34

I. VERDADEIRO. As correntes podem trocar calor tanto pela mistura de am-

12

6.

bos (em condensadores de contato direto, por exemplo) ou pelo contato dos fluidos (em torres de resfriamento, por exemplo).

II. VERDADEIRO. No caso de trocadores de calor casco e tubo, por exemplo, a

73

9

troca de calor se dá através das paredes dos tubos. É necessário que haja

47 .8 5

uma diferença de temperatura para que se tenha a troca de calor, visto que

D

esta é a força motriz do processo.

12 6. 3

III. VERDADEIRO. O líquido no interior do radiador irá trocar calor com o ar atmosférico através dos canais do radiador. 



12

6. 3

47 .8

57 -

39

Alternativa (E)  

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

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12 6. 3

Questão 13

85 73

Mecânica dos Fluidos

34 7. 8

57 -3 9

55

Dados:

T

12 6.

Uma tubulação industrial com fluxo contínuo de água, apresenta, em um certo trecho, uma expansão do diâmetro, conforme mostrado na figura acima. Manômetros são posicionados sobre os pontos A e B. Qual a diferença de pressão, ΔP = PA – PB, em N/m2, entre esses dois pontos da tubulação?

(B) 102

(C) 103

7-

(D) 104

6.

12

34

Resolução:

6.

(E) 105

34

(A) 10

7. 85

7-

39

R AF

1L = 10-3m3

85

1cm = 10-2m

7.

g = 10 m/s2

39

massa específica da água: μágua = 1,0 kg/L.

Considerando que a pressão em cada um dos pontos é dada pela altura do

12

líquido posto em cima da tubulação, temos a seguinte expressão:

73

9

∆P = PA − PB

47 .8 5

∆P = (ρghA ) − (ρghB )

12 6. 3

D

Escrevendo a pressão em função da altura de líquido, temos:

Substituindo os valores dados (e lembrando que 1kg/L = 1.000kg/m3 ): ∆P = (1000 × 10 × 0, 2) − (1000 × 10 × 0, 1)

∆P = 1.000P a = 1.000 ∆P = 1 × 103

N m2

N m2 



Alternativa (C)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

∆P = 2.000 − 1.000

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12 6. 3

Questão 14

85 73

Mecânica dos Fluidos

57 -3 9

Uma bomba centrifuga, localizada no andar térreo de um edifício, precisa bombear água para uma caixa d’água de 6.000 litros, localizada no terraço, a uma altura de 30 m do chão. Considerando que a bomba leva 30 minutos para encher a caixa d’água completamente, quando a caixa está vazia, qual a potência da bomba? Dado: massa específica da água: μágua = 1,0 kg/L.

Resolução:

T

12 6.

34 7. 8

(A) 1.000 W (B) 600 W (C) 300 W (D) 100 W (E) 60 W

85

7.

34

12

6.

7-

39

R AF

7-

V Q˙ = t 6.000 Q˙ = 30 × 60 10 L Q˙ = 3 s

7. 85 34

39

Primeiramente, vamos calcular a vazão volumétrica que fluido escoa:

6.

Sabemos que a potência de uma bomba pode ser escrita como:

9

12

˙ P = Qρhg

73

Substituindo os valores, temos:

10 × 1 × 30 × 10 3 P = 1.000W

47 .8 5





Alternativa (A)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

P =

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Questão 15

85 73

Mecânica dos Fluidos

h

6.

34

Resolução:

12

85

7.

34

6.

12

7. 85

7-

39

R AF

Considere a aceleração da gravidade local 10 m/s2. A velocidade v, em m/s, é (A) 1,5 (B) 2,5 (C) 4,5 (D) 6,0 (E) 9,0

7-

39

T

12 6.

V

34 7. 8

57 -3 9

O Tubo de Pitot é um aparelho utilizado para medir a velocidade com que um fluido escoa por uma canalização. O esquema abaixo apresenta uma situação em que o fluido, cuja densidade é 1,20 x 103 kg/m3, escoa com uma velocidade, v, capaz de promover uma diferença de altura, h = 6,0 cm, em um líquido manométrico de densidade 6,25 x 103 kg/m3.

Aplicando a equação de Bernoulli entre os dois pontos do tubo de Pitot,

considerando o ponto A como antes de o fluido chegar ao tubo e B o ponto de

9

estagnação, temos:

47 .8 5

73

PA v2 PB v2 + hA + A = + hB + B ρg 2g ρg 2g

D

Sabemos que no ponto de estagnação a velocidade do fluido é zero (vB = 0).

12 6. 3

Ainda, não há diferença de nivel entre os pontos, portanto hA = hb . Assim, a PA vA2 PB + = ρg 2g ρg 2 vA PB − P A = 2 ρ 2(PB − PA ) vA2 = ρ

A diferença de nível entre os pontos será dado pela altura do líquido

12

6. 3

47 .8

57 -

39

expressão se reduz a:

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9 85 73

Mecânica dos Fluidos

15

manométrico. 2(ρmanom hmanom g) ρ 2 × (6, 25 × 103 × 0, 06 × 10) 2 vA = 1, 2 × 103 vA2 =

57 -3 9

vA2 = 6, 25 p vA = 6, 25

12 6. 3

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7-

39

39

85

(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2011/1)

6.

7.

6.

34

Nas Refinarias da Petrobras, é realizado o processo de separação de hidrocarbonetos e a remoção de impurezas do óleo cru extraído de minas e poços.

Nesse processo de refino, diversos produtos derivados do petróleo são produzidos, entre os quais

12

34

7. 85

7-

58

(A) vidros, ácido sulfúrico, fibras de carbono e gás hélio (B) carbonato de cálcio, gasolina, sal de cozinha, ácido clorídrico (C) óleo diesel, metano, álcool e anidridos (D) gasolina, álcool, croque e água (E) asfalto, óleos lubrificantes, parafinas, gasolina e óleo diesel

12 6. 3

D

Resolução:

47 .8 5

73

9

12



Alternativa (B)  

R AF

Questão 16



T

12 6.

34 7. 8

vA = 2, 5m/s

Os produtos derivados de petróleo são obrigatoriamente hidrocarbonetos de

cadeias menores do que o petróleo bruto. Alguns elementos são obtidos a partir do tratamento do petróleo, como ácido sulfúrico (pela remoção de enxofre), apesar de ser um subproduto do petróleo. Notamos que a única alternativa que apresenta 



Alternativa (E)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

apenas hidrocarbonetos é a letra E.

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(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras Maio/2010)

h

47 .

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12 6. 3

Questão 17 38

85 73

Mecânica dos Fluidos

No manômetro ilustrado na figura ao lado, o fluido

57 -3 9

manométrico é o mercúrio, de massa específica 13,6 g/cm 3 . A altura h mede 25 cm. Considerandose a aceleração da gravidade local g = 10,0 m/s 2 e

gás

34 7. 8

a pressão atmosférica p 0 = 1,0 x 10 5 Pa, a pressão

no interior do gás, em N/m 2 , é (A) 1,08 x 105

(D) 1,34 x 105 (E) 1,46 x 105

7. 85

85

12

6.

Resolução:

34

7.

34

7-

39

R AF

7-

39

mercúrio

(C) 1,27 x 105

T

12 6.

(B) 1,19 x 105

6.

Sabemos que a diferença de pressão em um manômetro pode ser escrita

12

em função da altura do líquido manométrico, na seguinte forma:

73

9

∆P = ρgh

47 .8 5

E a diferença de pressão será dada pela diferença entre a pressão atmos-

Pint − Patm = ρgh

12 6. 3

D

férica e a pressão no interior do reservatório.

Pint = (ρgh) + Patm

Substituindo os valores, temos:

Pint = 0, 34 × 105 + 1 × 105 Pint = 1, 34 × 105 P a 



Alternativa (D)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

Pint = (13.600 × 0, 25 × 10) + (1 × 105 )

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12 6. 3

Questão 18

85 73

Mecânica dos Fluidos

34 7. 8

57 -3 9

Por conhecer o funcionamento de bombas, um técnico de operações sabe que as bombas centrífugas (A) são de alto custo de manutenção e de difícil operação. (B) são capazes de impelir gases a baixa pressão. (C) não podem trabalhar com entradas de ar na sucção. (D) podem deslocar fluidos altamente viscosos. (E) podem ter o seu pistão de bombeamento estrangulado durante a operação.

Resolução:

12 6.

Vamos analisar cada alternativa de resposta:

39

operação é relativamente simples.

T

(A) INCORRETO. O custo de manutenção de bombas centrífugas é baixo, e sua

85

39

R AF

7-

(B) INCORRETO. Bombas centrífugas não podem operar com gases.

7.

7-

(C) CORRETO. Um bom técnico de operação saberá que bombas centrífugas não

7. 85

34

devem trabalhar com gases, visto que estas são projetadas para o bombea-

12

6.

mento de líquidos.

bas de deslocamento positivo.

12

6.

34

(D) INCORRETO. Para o deslocamento de fluidos viscosos, deve-se utilizar bom-





47 .8 5

Alternativa (C)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

73

9

(E) INCORRETO. Não há pistão em bombas centrífugas.

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9 18

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12 6. 3

Questão 19

85 73

Mecânica dos Fluidos

34 7. 8

57 -3 9

Com base em conceitos fundamentais, a destilação é uma operação unitária (A) que se destina à separação de misturas formadas por sólidos e líquidos. (B) de transferência de massa utilizada para separação de misturas líquido-líquido. (C) que pode ocorrer sem variações de calor. (D) na qual os produtos mais voláteis saem pelo fundo da coluna de destilação. (E) na qual as colunas não podem ser de recheios.

12 6.

Resolução:

T

Vamos analisar cada alternativa de resposta:

39

(A) INCORRETO. A destilação é destinada à separação de misturas líquido-

85

7-

líquido.

7.

39

R AF

(B) CORRETO. Ocorre a tranferência de massa entre as duas fases em equilíbrio

34

7-

para a sua posterior separação. Como dito na letra A, este processo é desti-

6.

7. 85

nado à misturas de dois líquidos.

12

são atingidos.

12

6.

34

(C) INCORRETO. Se não houver variações de calor, os estágios de equilíbrio não

(D) INCORRETO. Os produtos mais voláteis saem pelo topo da coluna, enquanto

73

9

os produtos mais pesados saem pelo fundo.

47 .8 5





Alternativa (B)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

(E) INCORRETO. Pode-se utilizar colunas de recheios e de pratos.

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12 6. 3

Questão 20

85 73

Mecânica dos Fluidos

A respeito do trocador de calor de duplo tubo, analise as afirmações a seguir. I

7. 85

7-

39

T 34

7-

Resolução:

12

6.

Vamos analisar as afirmativas:

34

85

39

R AF

Está correto o que se afirma em (A) I, apenas. (B) I e II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III.

7.

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

- A limitação de uso desse tipo de trocador se deve à pequena área de troca de calor disponível, pois sua confecção está limitada ao comprimento comercial dos tubos. II - Esse tipo de trocador de calor é usado devido à sua simplicidade na construção, desmontagem fácil e, consequentemente, fácil acesso para manutenção, o que resulta em custos baixos. III - Para se trabalhar com comprimentos maiores, são grandes as vantagens termodinâmicas desse tipo de equipamento, referentes ao baixo custo de construção e manutenção.

12

6.

I. VERDADEIRO. No caso de trocadores duplo tubo, a área de troca térmica será dada pelo produto entre a circuferência do tubo e o comprimento deste. Portanto, para que a área de troca seja grande o suficiente para uma grande

73

9

eficiência na troca térmica, necessita-se de um grande comprimento de tubo.

47 .8 5

II. VERDADEIRO. Por não envolver um feixe de tubos (como no caso dos trocadores casco e tubo), estes equipamentos são mais simples e fáceis de se

12 6. 3

D

manusear.

III. FALSO. No caso de grandes áreas de troca térmica, indica-se o uso de trocadores casco e tubo, visto que o grande número de tubos neste aumenta a superfície de contato sem que seja necessário um grande comprimento de





Alternativa (B)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

tubo, além da possibilidade de mais de uma passagem do fluido no casco.

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12 6. 3

Questão 21

85 73

Mecânica dos Fluidos

39

T

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

Durante o processo de produção de petróleo, é comum o aparecimento de gás e água associados. A separação dessas fases é necessária em função do uso do gás na indústria. A água, por apresentar elevado teor de sal em sua composição e formar emulsões com viscosidades superiores à do petróleo desidratado, deve ser removida, pois (A) afeta o dimensionamento do sistema de bombeio e transferência. (B) afeta a temperatura de transferência pelo aumento da pressão de vapor. (C) dilui as frações mais leves, diminuindo a qualidade do petróleo. (D) pode reagir quimicamente com o petróleo, causando entupimento nos dutos. (E) reduz a produtividade da destilação, porque forma sais corrosivos para a torre de fracionamento.

7-

Resolução:

85

39

R AF

A água deve ser removida do petróleo, pois afeta o dimensionamento do

7.

7-

sistema de bombeio e transferência, compromete certas operações de processo

7. 85

34

nas refinarias, além de representar volume ocioso na transferência e tancagem

12





Alternativa (A)  

12

47 .8 5

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

73

9

12

6.

34

tação.

6.

do petróleo e gerar problemas de incrustação e corrosão nos oleodutos de expor-

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12 6. 3

Questão 22

85 73

Mecânica dos Fluidos

34 7. 8

57 -3 9

É muito grande a variedade dos materiais atualmente utilizados para a fabricação de tubos. Só a ASTM (Americam Society for Testing and Materials) especifica mais de 500 tipos diferentes. Entre esses tipos há os ferrosos, os não ferrosos e os não metálicos,exemplificados, respectivamente, por (A) aço-carbono, aço-liga e amianto. (B) ferro fundido, aço-carbono e cobre. (C) latão, aço-liga e PVC. (D) níquel, ferro fundido e PP. (E) aço-carbono, chumbo e PVC.

12 6.

Resolução:

T

Vamos analisar as alternativas de resposta, tendo em mente que: compo-

39

nentes ferrosos são aqueles materiais que possuem o elemento ferro na sua com-

7-

posição, componentes não ferrosos são materiais que não possuem ferro na sua

85

7.

7-

39

R AF

composição, e os não metálicos não possuem metais na sua composição.

7. 85

34

(A) INCORRETO. O aço-liga é composto por ferro e outros componentes, por-

6.

12

34

tanto é um material ferroso.

portanto é um material ferroso. Ainda, o cobre é um material metálico.

12

6.

(B) INCORRETO. O aço-carbono é composto por ferro e outros componentes,

9

(C) INCORRETO. O latão é uma liga de cobre e zinco, portanto é um material

73

não-ferroso. Ainda, o aço-liga é composto por ferro e outros componentes,

47 .8 5

portanto é um material ferroso.

D

(D) INCORRETO. O níquel é um material não ferroso. Ainda, o ferro fundido é

12 6. 3

obviamente um material ferroso.

(E) CORRETO. Os três materiais estão devidamente caracterizados. 



12

6. 3

47 .8

57 -

39

Alternativa (E)  

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12 6. 3

Questão 23

85 73

Mecânica dos Fluidos

34 7. 8

57 -3 9

Em uma unidade de refino, operações que envolvem a quebra de emulsões de óleo disperso em água e de água dispersa em óleo são empregadas, respectivamente, em processos de (A) tratamento de efluentes hídricos e dessalgação. (B) tratamento de água e destilação. (C) coqueamento e hidrotratamento. (D) resfriamento e captação de água. (E) craqueamento e geração de vapor.

12 6.

Resolução:

T

O tratamento de uma corrente de água com pequenas quantidades dispersas de óleo pode ser caracterizado um tratamento de efluentes líquidos, pois essa

39

substância não é desejada, apresentando toxicidade aos seres humanos e ao meio

85

39

R AF

7-

ambiente.

7.

7-

Entretanto, pode ocorrer o contrário, após o refino, há a possibilidade de

7. 85

34

se ter água remanescente da exploração do próprio óleo. Nesse caso, a água

6.

está em menor quantidade e precisa ser removida, pois afeta o dimensionamento

12

34

do sistema de bombeio e de transferência, comprometendo certas operações de

Logo, a alternativa A é que se enquadra com o enunciado da questão. 



47 .8 5

Alternativa (A)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

73

9

12

6.

processo nas refinarias.

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(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras Março/2010) 34

47 .

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12 6. 3

Questão 24

85 73

Mecânica dos Fluidos

Resolução:

T

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

A pressão máxima que o corpo humano pode suportar de maneira segura, sem graves danos à saúde, é de Pmax = 4,0 x 105 N/m2. Sabendo-se que a densidade da água é dada por m água = 1.000 kg/m3 e g = 10 m/s2, qual é a máxima profundidade, em m, que um mergulhador pode alcançar de forma segura ? Considere que a pressão atmosférica é Po = 1,0 x 105 N/m2. (A) 3 (B) 30 (C) 40 (D) 50 (E) 300

85

7.

7-

39

R AF

Ph = ρgh

7-

39

A pressão hidrostática Ph pode ser calculada pela seguinte fórmula:

7. 85

34

Onde ρ é a massa específica, g é a gravidade e h é a altura de líquido.

6.

Então, para o cálculo da profundidade máxima que o mergulhador pode atingir é

12

34

necessário considerar que exista a pressão atmosférica sobre ele, além da própria

12

6.

pressão hidrostática.

Para considerar somente a pressão que o líquido exerce sobre o mergul-

9

hador, é necessário descontar a pressão atmosférica da pressão máxima supor-

73

tada. Assim, rearranjando a equação anterior ficamos com:

47 .8 5

4 × 105 − 1 × 105 = 1000 × 10 × h

12 6. 3

D

Pmax − Po = ρgh

3 × 105 = 10000 × h

3 × 100000 = 10000 × h h = 30m 



12

6. 3

47 .8

57 -

39

Alternativa (B)  

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

9 24

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12 6. 3

Questão 25

85 73

Mecânica dos Fluidos

57 -3 9

Considere as seguintes conexões a serem utilizadas em tubulações de igual diâmetro:

39

12

6.

34

7.

R AF

A ordem, em função crescente, da perda de carga provocada é (A) I < II < III < IV (B) II < III < IV < I (C) II < I < IV < III (D) III < II < I < IV (E) IV < III < II < I

39

7-

7. 85 34 6. 12

7-

IV - joelho 90o

85

III - curva 90o

II - luva

T

12 6.

34 7. 8

I - T unilateral

Resolução:

9

Há diversos fatores que causam a perda de carga durante o escoamento de

73

fluidos. Entretanto, para esse caso, a perda de carga está relacionada a mudanças

47 .8 5

bruscas no percurso do fluido causado pelas conexões.

D

Então, com uma avaliação visual um pouco mais detalhada, percebemos

12 6. 3

que a luva não apresenta nenhuma variação na trajetória do fluido, somente uma leve perturbação devido a junção da tubulação. Logo, dentre as conexões, a luva é a que menos apresenta perda de carga. Já o T unilateral, e como o próprio nome já diz, ocorre a entrada ou saída

do fluido na bifurcação em T, sendo que essa é a conexão que apresenta a mais

39

brusca mudança no percurso do fluido. O T, além de poder apresentar alteração no

57 -

percurso do fluido, a ocorrência de vórtices pode aumentar ainda mais a perda de

12

6. 3

47 .8

carga. Então, a conexão que apresenta a maior perda de carga é T unidirecional. A dúvida está em saber qual seria a segunda conexão com menor perda de carga, sendo que restam apenas a curva de 90◦ e o joelho de 90◦ . Entretanto,

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

9 85 73

Mecânica dos Fluidos

25

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12 6. 3

a curva de 90◦ apresenta maior suavidade durante a alteração da trajetória pelo fato de ter um comprimento significativamente maior que o joelho de 90◦ . Consequentemente, a curva de 90◦ apresenta a segunda menor perda de carga e o joelho de 90◦ a terceira. Dessa forma, podemos relacionar em ordem crescente de perda de carga provocada pelas conexões da seguinte forma: II < III < IV < I

57 -3 9





12

6.

85

34

6.

12

34

7. 85

7-

39

R AF

Um fluido é transportado por uma tubulação cuja área da seção transversal é de 2,0 m2. A velocidade média do fluido através da tubulação é de 10 m/s. Qual é, em m3/s, a vazão desse escoamento? (A) 2,0 (B) 20 (C) 100 (D) 200 (E) 1.000

7-

28

39

(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras Março/2010)

7.

Questão 26

T

12 6.

34 7. 8

Alternativa (B)  

Resolução:

47 .8 5

Q˙ = Av

Q˙ = 2 × 10 3

m Q˙ = 20 s





Alternativa (B)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

locidade v. Então temos:

73

9

O calculo da vazão volumétrica Q˙ é dado pelo produto da área A pela ve-

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12 6. 3

Questão 27

85 73

Mecânica dos Fluidos

57 -3 9

Qual das seguintes operações unitárias contempla as operações que têm como princípio de separação a diferença de solubilidade? (A) Fluidização (B) Adsorção (C) Destilação (D) Elutriação (E) Absorção

34 7. 8

Resolução:

12 6.

Vamos analisar as alternativas:

T

(A) INCORRETA. Essa operação baseia-se no processo de separação de sólidos

39

juntamente com um fluido que pode ser líquido ou gasoso. A fluidização se

7-

baseia na diferença de densidade dos sólidos a serem separados.

85

39

R AF

(B) INCORRETA. A adsorção é a adesão de moléculas de um fluido na superfície

6.

7. 85

34

pressão e da área da superfície.

7.

7-

de um sólido adsorvente. O grau de adsorção depende da temperatura, da

12

34

(C) INCORRETA. Esse processo de separação baseia-se na separação a uma

6.

mistura de dois ou mais líquidos cujas volatilidades relativas são diferentes.

12

(D) INCORRETA. Um elutriador é um classificador de partículas que separa os mais leves dos mais pesados utilizando uma corrente helicoidal fluida em um

73

9

separador de formato cônico. Como mencionado anteriormente, esse pro-

47 .8 5

cesso separa sólidos de diferentes tamanhos e de densidades diferentes.

D

(E) CORRETA. A absorção é a passagem de um soluto de interesse para uma

12 6. 3

corrente de determinado solvente, baseado na diferença de concentração do soluto entre as correntes. O processo de absorção é um processo de transferência de massa que explora diferenças na solubilidade dos diferentes componentes de uma mistura que se pretende tratar. Isto é verificado pois quase sempre há um elemento inerte na mistura que, por não ser solúvel no sol-

57 -

39

vente, não é absorvido. * Observa-se que o gabarito aponta como alternativa correto a letra A.

12

6. 3

47 .8

Porém, na opinião do autor das resoluções, a opção correta é a letra E, segundo as justificativas apontadas. Não foi identificada a anulação ou alteração de gabarito desta questão.

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Mecânica dos Fluidos

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12 6. 3

Alternativa (A*)  

Questão 28

(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras Março/2010) 47

39

34

12

6.

Qual das seguintes ações reduziria a possibilidade de cavitação? (A) Aumento da temperatura do fluido bombeado. (B) Substituição do derivado bombeado por outra fração mais leve. (C) Redução da cota de instalação da bomba (Z). (D) Redução do diâmetro de sucção. (E) Fechamento parcial da válvula (V).

73

9

12

6.

34

7. 85

7-

T1

7.

39

R AF

Z

85

7-

V

T2

T

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

Considere o esquema abaixo de transporte de um derivado de petróleo do tanque (T1) para o tanque (T2).

47 .8 5

Resolução:

O fenômeno da cavitação ocorre quando a pressão de sucção na entrada da

D

bomba é menor do que a pressão de vapor do líquido na temperatura de operação.

12 6. 3

A cavitação pode ocasionar danos às pás do impelidor, pois as bolhas de ar podem colapsar nas mesmas.

Então, uma das maneiras de contornar esse problema é aumentar a pressão

na sucção da bomba. Observando a figura do enunciado, percebemos que a

39

diminuição da cota Z até o nível inferior do tanque seria uma alternativa interes-

57 -

sante, pois a bomba teria uma coluna de líquido maior sobre ela e, consequente



Alternativa (C)  

12

6. 3

47 .8

mente, maior pressão de sucção.

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12 6. 3

Questão 29

85 73

Mecânica dos Fluidos

Quanto à operação de um trocador de calor, considerando capacidade calorífica como o produto vazão mássica x calor específico, analise as afirmações a seguir.

- Quando a capacidade calorífica do fluido frio é muito superior à do fluido quente, pode-se admitir que a temperatura do fluido frio é praticamente constante. II - Quando a capacidade calorífica dos fluidos frio e quente são iguais e a operação em contracorrente, a diferença de temperatura entre os fluidos ao longo do trocador é constante. III - As incrustações, em virtude das impurezas presentes nos fluidos, diminuem bastante a resistência à transferência de calor entre os mesmos. IV - A variação da temperatura de operação influencia o fator de incrustação.

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

I

7. 85

12

6.

Vamos analisar as assertivas:

34

85

34

Resolução:

7.

7-

39

R AF

7-

39

T

São corretas APENAS as afirmações (A) I e II. (B) III e IV. (C) I, II e III. (D) I, II e IV. (E) II, III e IV.

parcela da equação Q = mCp∆T ˙ é o ∆T . Sabendo que o fluido frio apresenta grande valor de mCp, ˙ então para que o calor trocado seja igual, obrigatoria-

9

12

6.

I. CORRETA. O calor trocado entre os fluidos será o mesmo, então a única

73

mente, a parcela de ∆T precisa ser pequena, logo o fluido frio não apresenta

47 .8 5

variação significativa na temperatura.

D

II. CORRETA. Avaliando novamente a equação Q = mCp∆T ˙ , percebemos que

12 6. 3

se as capacidades caloríficas dos fluidos forem iguais, consequentemente o calor trocado entre os fluidos também é igual. Dessa forma, podemos concluir que a parcela ∆T também será constante.

III. INCORRETA. Conforme ocorre o aumento da camada de incrustações, a resistência à transferência de calor também aumenta.

39

IV. CORRETA. O fator de incrustações depende do coeficiente de película e este





Alternativa (D)  

12

6. 3

47 .8

57 -

último depende da temperatura para ser determinado.

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(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras Março/2010) 49

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12 6. 3

Questão 30

85 73

Mecânica dos Fluidos

( ) Separação que evita decomposição de hidrocarbonetos e formação de coque ( ) Operação que converte gasóleo pesado em gasolina e diesel ( ) Separação que produz querosene, nafta e gás de refinaria, por exemplo ( ) Processo que produz gasolina de alto índice de octanagem e com baixo teor de contaminantes

7-

39

T 12

6.

34

7.

R AF

A ordem dos números da coluna da direita, de cima para baixo, é: (A) 5 – 3 – 1 – 2 (B) 2 – 1 – 5 – 3 (C) 3 – 2 – 4 – 1 (D) 1 – 4 – 3 – 5 (E) 4 – 2 – 5 – 1

39

7-

7. 85 34 6. 12

85

12 6.

34 7. 8

1 – Alquilação 2 – Craqueamento 3 – Dessalgação 4 – Destilação a vácuo 5 – Destilação atmosférica

57 -3 9

As unidades de refino envolvem diversas etapas de processamento desde a entrada do petróleo cru na refinaria até a saída dos produtos finais. Relacione as etapas de diferentes processamentos apresentadas na 1 a coluna com os seus respectivos resultados, na coluna à direita.

50

9

Resolução:

47 .8 5

tadas:

73

Vamos compreender cada uma das 5 etapas de processamento apresen-

D

1. Alquilação: É um processo empregado para transformar moléculas de baixo

12 6. 3

peso molecular em hidrocarbonetos ricos em octanas, sendo realizado com o uso de catalisadores.

2. Craqueamento: É a etapa de conversão de moléculas maiores e complexas em moléculas menores e mais simples como os hidrocarbonetos leves, por exemplo. Em refinarias de petróleo é possível produzir gasolinas, diesel e

57 -

39

GLP, a partir de gasóleo.

na refinaria. Consiste na remoção de água, sais inorgânicos, traços de metais e partículas sólidas.

12

6. 3

47 .8

3. Dessalgação: É primeira operação realizada no petróleo assim que ele chega

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9 85 73

Mecânica dos Fluidos

30

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12 6. 3

4. Destilação a vácuo: Essa destilação ocorre por meio da redução da pressão, vaporizando gases que não são possíveis de ser separado pela destilação atmosférica cuja temperatura de ebulição é muito elevada, podendo ocorrer decomposições químicas indesejadas. Além disso, não é gerado o coque, pois não se usa catalisador sólido como é utilizado unidade de craqueamento

57 -3 9

catalítico.

5. Destilação atmosférica: Nessa etapa o petróleo chega parcialmente vapor-

34 7. 8

izado. Com a injeção de calor (por meio de vapor) ocorre a separação de cortes C5 no topo e no fundo saem as frações de nafta, querosene e gás de

12 6.

refinaria.



39

T

Assim, relacionando as etapas com os resultados, conforme a alternativa E. 

85

34

6.

57

12

34 6.

7.

7-

(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2010/2)

7. 85

Questão 31

39

R AF

7-

Alternativa (E)  

73

9

12

Uma tubulação possui no ponto A uma vazão de líquido de 300 L/s. Considerando que no ponto B houve um estrangulamento do diâmetro da tubulação em 80%, qual a vazão, em L/s, nesse ponto? Dado: Considere o escoamento laminar e em regime estacionário.

(C) 80

(D) 60

(E) 20

12 6. 3

Resolução:

(B) 240

47 .8 5

D

(A) 300

Considerando que este sistema está em estado estacionário e que não

há variação na massa específica da água, podemos considerar que a vazão volumétrica que escoa no ponto A é exatamente igual à vazão volumétrica no ponto B. A redução do diâmetro irá alterar apenas a velocidade do fluido (aumentando-a),

VA = VB = 300

L s 



Alternativa (A)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

porém a vazão volumétrica segue a mesma.

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(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2008/2) 42

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12 6. 3

Questão 32

85 73

Mecânica dos Fluidos

Um líquido ideal escoa por uma tubulação de seção reta

circular variável. Num dado ponto, o diâmetro é reduzido à metade. Em vista disso, pode-se considerar que, em rela(A) velocidade é a mesma. (B) velocidade é quadruplicada

57 -3 9

ção ao valor inicial, no local da redução, a

(C) velocidade diminui à quarta parte.

34 7. 8

(D) vazão diminui à quarta parte.

39

39

R AF

Q = Av

7-

Vamos analisar a equação da vazão:

T

Resolução:

85

12 6.

(E) vazão é quadruplicada.

7.

7-

Onde Q é a vazão, A é a área da seção e v é a velocidade de escoamento

34

6.

  D2 v Q= π 4 4Q v= πD2

9

12

6.

34

a equação anterior para:

12

7. 85

do fluído. Como a área da seção transversal do tubo é circular, podemos modificar

47 .8 5

12 6. 3

D

pela metade temos:

73

Onde D é o diâmetro da tubulação circular. Então, reduzindo o diâmetro

Q=π


D 2 2

4 D2 Q=π v 16 16Q v= πD2

v

Observando o valor da velocidade durante a passagem pela constrição, 



Alternativa (B)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

percebemos que ela apresenta valor 4 vezes maior que o valor inicial.

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(Técnico(a) de Operação Júnior - Petrobras 2008/2)

1,00 m

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12 6. 3

Questão 33

85 73

Mecânica dos Fluidos

57 -3 9

v

34 7. 8

0,55 m

7. 85

39

85

7.

34

7-

39

R AF

A velocidade v de escoamento do líquido pelo orifício, em m/s, é (A) 1,0 (B) 2,0 (C) 3,0 (D) 4,0 (E) 5,0

7-

Parte 1

T

12 6.

Um recipiente aberto, com uma grande área de seção transversal, contém água a uma altura H = 1,00 m. Um pequeno furo, com área de 0,20 cm², é feito a uma altura h= 0,55 m da base do recipiente. Responda às questões abaixo levando em consideração o instante representado na figura. (use g= 10 m/s²)

12

6.

Resolução:

34

Para calcular a velocidade na saída no orifício precisamos aplicar a equação

12

6.

de Bernoulli.

P1 v2 P2 v2 + Z1 + 1 = + Z2 + 2 ρg 2g ρg 2g

73

9

Sendo que o ponto 1 está localizado no topo do tanque, ou seja, onde o

47 .8 5

líquido está à 1 metro de altura. E o ponto 2 está posicionado na saída do orifício. P1 v2 P2 v2 +1+ 1 = + 0, 55 + 2 ρg 2g ρg 2g

12 6. 3

D

Então, é possível substituir diretamente alguns valores na equação:

Como P1 = P2 , pois é a pressão atmosférica nos dois pontos e, ainda pode-

mos assumir que v1 ≈ 0, pois a tanque apresenta seção transversal grande, sendo que essa velocidade pode ser desconsiderada. Assim, podemos aplicar as considv22 1 + 0 = 0, 55 + 2g

12

6. 3

47 .8

57 -

39

erações anteriores na equação de Bernoulli:

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Mecânica dos Fluidos

33

v22 2g

12 6. 3

0, 45 =

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v22 = 9 v2 = 3

m s 



12 6.

34 7. 8

57 -3 9

Alternativa (C)  

T

Parte 2

7. 85

39

7-

85

7.

34

7-

39

R AF

A vazão da água pelo orifício, em cm3/s, é (A) 0,60 (B) 1,5 (C) 6,0 (D) 15 (E) 60

12

6.

Resolução:

34

Com a velocidade na saída do orifício calculada no exercício anterior pode-

12

6.

mos determinar a vazão convertendo a velocidade em cm/s. Então, ficamos com: Q = Av2

73

9

Q = 0, 2 × 300

47 .8 5

cm3 s





Alternativa (E)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

Q = 60

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9 34

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(Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2012/2) 41

12 6. 3

Questão 34

85 73

Mecânica dos Fluidos

Uma máquina utiliza glicerina como lubrificante. A temperatura e a pressão de trabalho da glicerina são constantes e valem 100,00 oC e 1,0 atm. Nessas condições, qual é, aproximadamente, a densidade da glicerina em g.cm3?

Resolução:

T

34 7. 8

1,140 1,160 1,180 1,200 1,300

12 6.

(A) (B) (C) (D) (E)

57 -3 9

Dados Densidade da glicerina a 20,00 oC e a 1,0 atm =1,250 g.cm−3 Coeficiente de dilatação volumétrica da glicerina = 5,000 x 10−4 oC−1

39

Podemos determinar a variação de volume pela equação abaixo:

85

34

∆V = V0 × 400 × 10−4

7.

R AF 39

7-

7. 85

6.

∆V = 0, 04V0

12

34

∆V = V0 × 5 × 10−4 × (100 − 20)

Como ∆V = Vf − V0 , temos:

12

6.

7-

∆V = V0 c∆t

0, 04V0 = Vf − V0

73

9

Vf = 1, 04V0

47 .8 5

12 6. 3

D

Aplicando a relação de conservação de massa temos: m0 = mf

V0 ρ0 = Vf ρf

V0 × 1, 25 = (1, 04V0 ) × ρf g ρf = 1, 2 3 cm

A alternativa correta é D, entretanto no enunciado está solicitando a densi-

39

dade da glicerina em uma unidade errada “g.cm3 ”, quando na realidade a unidade





Questão ANULADA 

12

6. 3

47 .8

57 -

correta é g.cm−3 . Dessa forma, a questão foi anulada.

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

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12 6. 3

Questão 35

85 73

Mecânica dos Fluidos

46

Considere um skatista de 60 kg em uma pista de skate, como mostra a figura 1. A Figura 2 mostra os gráficos das energias potencial e cinética do skatista em função da sua posição escalar. Despreze os atritos.

Energia vs. posição 6.500

Energia cinética Energia potencial

6.000 5.500

57 -3 9

5.000 4.500 4.000 3.000

34 7. 8

Energia (J)

3.500 2.500 2.000 1.500

500 0 -500

0

1

T

12 6.

1.000

2

3

4

5

6

7

8

9

10

12

13

14 15

Figura 2

7-

Figura 1

11

39

Posição Escalar (m)

85

39

R AF

Disponível em:.Acesso em: 07 abr. 2012. Adaptado. Dado Aceleração da gravidade = 10 m/s2

6.

7.

6.

12

34

7. 85

34

7-

Observa-se que, na trajetória do skatista, a (A) diferença entre as alturas máxima e mínima do skatista é de aproximadamente 6,7 m. (B) diferença entre as alturas máxima e mínima do skatista é de aproximadamente 1,7 m. (C) velocidade máxima atingida pelo skatista é de aproximadamente 10 m/s. (D) velocidade máxima atingida pelo skatista é de aproximadamente 5,7 m/s. (E) velocidade do skatista é numericamente igual à sua altura quando a energia potencial é 2.000 J.

12

Resolução:

73

9

Vamos analisar as alternativas:

47 .8 5

(A) INCORRETA. A diferença entre a altura máxima e mínima do skatista pode ser obtida observando a variação de energia potencial do mesmo. Observando

D

a curva tracejada percebemos que a energia potencial máxima está em 4000

12 6. 3

J e a energia potencial mínima está em 1000 J. Assim, podemos calcular a

12

6. 3

47 .8

57 -

39

variação de altura pela equação da energia potencial: ∆Ep = mg∆h 4000 − 1000 = 60 × 10 × ∆h 3000 ∆h = 600 ∆h = 5m

(B) INCORRETA. A resolução feita para justificar que a alternativa anterior está errada também é aplicada para essa alternativa.

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Mecânica dos Fluidos

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(C) CORRETA. A velocidade máxima pode ser obtida quando o skatista atinge a posição escalar 7 metros, pois a energia cinética é a maior (Ecmx = 3000J). Logo:

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

mv 2 Ecmx = 2 60 × v 2 3000 = 2 6000 = v2 60 100 = v 2 m v = 10 s

T

(D) INCORRETA. A resolução anterior mostrou que a alternativa C apresenta o

39

valor correto para a velocidade máxima atingida pelo skatista.

7-

(E) INCORRETA. Podemos calcular separadamente quando Ep = Ec = 2000 J.

12

6.

85

34

6.

Ep = mgh

2000 = 60 × 10 × h

12

34

7. 85

7-

numérico da altura.

7.

39

R AF

E o candidato pode perceber que a velocidade não apresenta mesmo valor

h = 3, 3metros

mv 2 2 2 × 2000 = 60 × v 2

73

9

Ec =

47 .8 5

v ≈ 8, 17

m s





Alternativa (C)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

v 2 = 66, 6

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Questão 36

85 73

Mecânica dos Fluidos

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

O esquema do sistema de arrefecimento de um motor a explosão é mostrado na figura a seguir.

7.

39

R AF

Resolução:

85

7-

39

T

O líquido de arrefecimento quente proveniente do motor passa pelo radiador, onde é resfriado e, em seguida, retorna para o motor. O fluxo de ar no radiador favorece principalmente a troca de calor entre o radiador e a vizinhança por (A) condução (B) convecção (C) indução (D) inversão (E) radiação

7. 85

34

7-

O fenômeno de troca térmica que ocorre no radiador é devido ao movimento

6.

global de fluidos como líquidos e gases (o líquido de arrefecimento passa pelo

12

34

interior do radiador, trocando calor com o ar atmosférico através dos canais). Logo,

6.

o fenômeno de troca térmica predominante é o fenômeno de convecção, sendo a





Alternativa (B)  

12

47 .8 5

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

73

9

12

alternativa B correta.

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Questão 37

85 73

Mecânica dos Fluidos

7. 85

39

7-

7.

34

7-

39

R AF

T

Se o nível da água h desce a uma taxa de 5,0 mm/s, qual é, aproximadamente, em cm/s, a velocidade da água no orifício? (A) 20 (B) 40 (C) 500 (D) 800 (E) 1.600

85

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

Em um tanque cilíndrico aberto, contendo água, faz-se um orifício circular de 2,0 cm de diâmetro, conforme a figura a seguir.

12

6.

Resolução:

34

Primeiramente iremos identificar dois pontos para facilitar a análise da

12

6.

questão: a posição do ponto 1 sendo localizada no topo do tanque, ou seja, onde o líquido está à h metros de altura e o ponto 2 estando posicionado na saída do

73

9

orifício aberto.

Definido isso, o candidato precisa reconhecer que conforme o tempo passa

47 .8 5

o tanque vai esvaziando, mas, em um intervalo muito pequeno de tempo, podemos

D

inferir que a massa que desce no ponto 1 é a mesma que sai no ponto 2. Com isso,

12 6. 3

é possível inferir que ocorre o fluxo volumétrico nos dois pontos é mesmo (pois a densidade é constante), logo temos: Q˙ 1 = Q˙ 2

Além disso, podemos inferir que o fluxo volumétrico é o produto da área da

A1 v1 = A2 v2 π

D12 D2 × v1 = π 2 × v2 4 4

12

6. 3

47 .8

57 -

39

seção transversal pela velocidade de escoamento. Assim temos:

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Mecânica dos Fluidos

39

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12 6. 3

802 × 0, 5 = 22 × v2 6400 × 0, 5 = 4v2 v2 = 800

cm s





12

6.

39

85

34

6.

12

34

7. 85

7-

39

R AF

As unidades de base das grandezas de comprimento, massa e temperatura do Sistema Internacional de Unidades são, respectivamente, (A) metro, quilograma e kelvin (B) metro, grama e kelvin (C) quilômetro, quilograma e kelvin (D) metro, quilograma e Celsius (E) metro, grama e Celsius

7-

51

T

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7.

Questão 38

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

Alternativa (D)  

Resolução:

O Sistema Internacional de unidades (SI) é disposto em torno de sete

73

9

unidades básicas. As sete grandezas englobadas e suas respectivas unidades são: comprimento (metro), massa (quilograma), tempo (segundo), corrente elétrica

47 .8 5

(ampère), temperatura (kelvin), quantidade de matéria (mol) e intensidade lumi



Alternativa (A)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

nosa (candela). Logo, a alternativa A é a correta.

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12 6. 3

Questão 39

85 73

Mecânica dos Fluidos

53

-

P T R T R

7. 85

34

7-

Vamos analisar os itens da coluna 1:

7.

39

R AF

Resolução:

85

7-

39

12 6.

As associações corretas são (A) I - R , II - T , III - S, IV (B) I - P , II - Q , III - R , IV (C) I - P , II - Q , III - S , IV (D) I - S , II - R , III - Q , IV (E) I - S , II - Q , III - T , IV

T

34 7. 8

57 -3 9

Associe as características/princípios às operações unitárias. I - Afinidade de um gás não con- P - Absorção Q - Adsorção densável por uma fase líquida II - Afinidade de componentes de R - Cristalização S - Destilação fluidos por uma matriz sólida T - Secagem III - Diferença de volatilidade IV - Resfriamento da solução com mudança de pontencial químico do soluto, levando-o à mudança de fase

12

34

sólido ou até mesmo de um gás em um líquido.

6.

I. A absorção é a fixação de um fluido (gás ou líquido) para o interior de um

12

6.

II. A adsorção é a adesão de moléculas de um fluido na superfície de um sólido adsorvente.

73

9

III. O processo de destilação consiste na separação de componentes líquidos de

47 .8 5

diferentes volatilidades relativas por meio de aquecimento. IV. Cristalização é um processo de formação de cristais sólidos em uma solução

12 6. 3

D

homogênea a partir do resfriamento da mesma

Assim, a ordem correta é: I - P , II - Q , III - S , IV - R. 



12

6. 3

47 .8

57 -

39

Alternativa (C)  

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57

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Questão 40

85 73

Mecânica dos Fluidos

T

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

Um experimento é realizado para a determinação da viscosidade dinâmica de um determinado fluido. Para isso, medem-se diversos valores da tensão de cisalhamento e das taxas de deformação por cisalhamento correspondentes. O gráfico mostra os resultados desse experimento.

85

34

6.

12

34

Resolução:

Em um gráfico de tensão de cisalhamento por taxa de deformação, a vis-

12

6.

7.

R AF 7-

39

0,51 0,60 0,86 1,2 1,7

7. 85

(A) (B) (C) (D) (E)

7-

39

Qual é, aproximadamente, o valor, em N.s.m−2, da viscosidade dinâmica do fluido dentro do intervalo de valores mostrado no gráfico?

cosidade dinâmica é constante e pode ser obtida a partir da inclinação da reta. O

73

9

candidato precisa prestar atenção, pois no gráfico apresentado no enunciado, os

47 .8 5

eixos estão invertidos. Assim, temos que:

100 − 0 60 − 0

µ ≈ 1, 7N sm−2 



Alternativa (E)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

µ=

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12 6. 3

Questão 41

85 73

Mecânica dos Fluidos

57 -3 9

A nafta é uma das frações obtidas da destilação do petróleo para a produção de (A) GLP (B) asfalto (C) gasolina (D) diesel leve (E) diesel pesado

34 7. 8

Resolução:

A nafta apresenta número de átomos de carbono entre 5 e 12, sendo que ela



39

Logo, a alternativa C é a correta.

T

12 6.

representa os produtos que contêm propriedades entre a gasolina e o querosene. 

12

6.

Questão 42

85

7.

6.

12

34

7. 85

34

7-

39

R AF

7-

Alternativa (C)  

(Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2011/3) 35

47 .8 5

12 6. 3

D

73

9

Dentre os processos mais importantes associados ao refino do petróleo, destaca-se o de craqueamento, que é classificado como um processo de (A) acabamento (B) conversão (C) recuperação (D) separação (E) tratamento

Resolução:

O craqueamento das frações do petróleo é considerado um processo de

conversão, pois visa transformar ou alterar profundamente a estrutura molecular 



Alternativa (B)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

das frações do petróleo. A Alternativa B é a correta.

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57 -3 9

36

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12 6. 3

Questão 43

85 73

Mecânica dos Fluidos

39

T

12 6.

34 7. 8

A união entre dois tubos é realizada, conforme indicado na figura acima, por meio de um elemento rosqueado. Esse tipo de elemento de união é denominado (A) luva rosqueada (B) união rosqueada (C) porca (D) porca dupla (E) gaxeta

85

7-

Resolução:

7.

39

R AF

O elemento que está realizando a união entre os dois tubos é uma luva

34

6.

12





Alternativa (A)  

(Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2011/3)

D

37

47 .8 5

Questão 44

73

9

12

6.

34

7. 85

mente.

7-

rosqueada, pois ela sobrepõe as emendas dos tubos sendo rosqueada interna-

12 6. 3

O fechamento da extremidade de um tubo pode ser realizado por alguns elementos. Dois desses são os seguintes:

Resolução: Tampões, bujões e os flanges cegos têm a finalidade de fechar as extremi-

dades de tubos, válvulas, instrumentos ou equipamentos.

12

6. 3

47 .8

57 -

39

(A) niples e luvas (B) joelhos e colares (C) cruzetas e flanges cegos (D) bujões e flanges cegos (E) bujões e cruzetas

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44



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12

85

7.

6.

12

47 .8 5

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

73

9

12

6.

34

7. 85

34

7-

39

R AF

7-

39

T

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

12 6. 3

Alternativa (D)  

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12 6. 3

Questão 45

85 73

Mecânica dos Fluidos

Escorvar uma bomba é um procedimento muito utilizado na indústria e significa

39

R AF

Resolução:

85

7-

39

T

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

(A) encher a bomba de líquido juntamente com a tubulação de sucção, a fim de expulsar todo ar ou gás existente no seu interior. (B) encher a bomba de líquido juntamente com a tubulação de descarga, a fim de expulsar todo ar ou gás existente no seu interior. (C) encher a bomba de ar ou gás juntamente com a tubulação de sucção, a fim de expulsar todo o líquido existente no seu interior. (D) encher a bomba de ar ou gás juntamente com a tubulação de descarga, a fim de expulsar todo o líquido existente no seu interior. (E) esvaziar a bomba completamente, a fim de expulsar partículas ou resíduos que podem provocar entupimentos.

7.

7-

Escorvar uma bomba é um procedimento realizado para iniciar as operações

7. 85

34

de uma bomba de modo seguro. Consiste em encher de líquido sua carcaça e

12

6.

toda a tubulação de sucção, de modo que ela entre em funcionamento sem possi-





Alternativa (A)  

Questão 46

47 .8 5

12 6. 3

D

73

9

12

6.

34

bilidade de que se tenham bolhas de ar em seu interior.

(Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2011/3) 39

(A) (B) (C) (D) (E)

submersa e não submersa horizontal, vertical e inclinada simples estágio e multiestágios de irrigação, de condensado e de incêndio de alimentação, de processo e de drenagem

12

6. 3

47 .8

57 -

39

Segundo a posição do eixo, as bombas centrífugas podem ter as seguintes classificações:

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46

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12 6. 3

Resolução:

As bombas centrífugas podem ser classificadas em três tipos: fluxo radial, fluxo axial e fluxo misto. As bombas de fluxo radial são as bombas centrífugas propriamente ditas e o líquido sai do rotor radialmente na direção do eixo, sendo de sentido vertical. Já as bombas de fluxo axial, o líquido sai do rotor na direção axial

57 -3 9

em relação ao eixo, configurando as bombas horizontais. E, por fim, as bombas de fluxo misto apresentam a saída do líquido em direção inclinada. 

Alternativa (B)  

85

39

34

7-

12

6.

7. 85 34 6. 12

7.

(Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2011/3) 47

R AF

Questão 47

7-

39

T

12 6.

34 7. 8



47 .8 5

73

9

Coloca-se água lentamente em um recipiente, até que ela suba nos três tubos A, B e C, conforme a figura acima, e não transborde em nenhum deles. Como se relacionam as alturas das colunas de água em cada tubo?

12 6. 3

D

(A) hA > hB > hC (B) hA < hB < hC (C) hA = hB = hC (D) hA = hB > hC (E) hA = hB < hC

Resolução:

Os três tubos estão abertos, ou seja, a pressão que atua sobre eles é a

39

mesma, a atmosférica. Dessa forma, os três níveis serão preenchidos de forma 



Alternativa (C)  

12

6. 3

47 .8

57 -

igual, sendo C a alternativa correta.

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59

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12 6. 3

Questão 48

85 73

Mecânica dos Fluidos

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

O trocador de calor casco e tubos é muito utilizado em aplicações industriais. Nesse tipo de trocador, a transferência de calor ocorre com um fluido escoando no interior dos tubos, enquanto o outro fluido escoa fora dos tubos através do casco.

INCROPERA, F.P. et al. Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa. Rio de Janeiro: LTC, 2008.

85

7.

34

7-

39

R AF

7-

39

T

Com relação ao número de passes envolvidos no casco e nos tubos, o trocador de calor casco e tubos apresentado na figura acima possui (A) um passe no casco e dois passes nos tubos (B) dois passes no casco e dois passes nos tubos (C) dois passes no casco e quatro passes nos tubos (D) quatro passes no casco e dois passes nos tubos (E) quatro passes no casco e quatro passes nos tubos

6.

7. 85

Resolução:

12

34

O trocador apresentado na figura do enunciado da questão apresenta duas

6.

seções do casco, sendo que cada uma delas representa um passe, logo temos

12

dois passes no casco. Para os tubos, temos que em cada seção do casco os tubos apresentam dois sentidos de deslocamento de fluido, configurando 2 passes

73

9

a cada seção do casco. Assim, para o tubos temos 2 passes para cada seção do casco desse trocador. Portanto, a alternativa correta é C, onde o trocador apre-

47 .8 5





Alternativa (C)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

senta dois passes no casco e quatro passes nos tubos.

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7-

39

T

12 6.

34 7. 8

57 -3 9

60

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12 6. 3

Questão 49

85 73

Mecânica dos Fluidos

85

O gráfico da figura acima refere-se ao método de McCabe-Thiele da separação por destilação da mistura AB. (C) 3,5

(E) 5,5

6.

12

34

Resolução:

6.

(D) 4,0

34

(B) 2,0

7. 85

7-

(A) 1,5

7.

39

R AF

Para a separação dada, a mínima razão de refluxo externa de topo é

A razão de refluxo mínimo ocorre quando a linha de operação da zona de

12

enriquecimento se encontra com a linha de operação da zona de empobrecimento

73

9

sobre a curva de equilíbrio. No gráfico, as coordenadas desse ponto são (0, 3; 0, 5). Refazendo a curva da linha de operação da zona de enriquecimento partindo

47 .8 5

do ponto (0, 9; 0, 9) até o ponto (0, 3; 0, 5), podemos determinar a condição em que

D

a coluna apresentará a razão de refluxo mínimo. A curva da linha de operação

12 6. 3

da zona de enriquecimento pode ser reescrita em função de R cujo coeficiente angular da reta é definido por:

R R+1

Então, basta obtermos a inclinação da nova linha de operação traçada para Rmin 0, 9 − 0, 5 = Rmin + 1 0, 9 − 0, 3 Rmin 0, 4 = Rmin + 1 0, 6

12

6. 3

47 .8

57 -

39

determinarmos o valor de Rmin .

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

9 85 73

Mecânica dos Fluidos

49

47 .

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12 6. 3

Rmin ≈ 0, 67 Rmin + 1 Rmin = 0, 67 + 0, 67Rmin 0, 33Rmin = 0, 67

57 -3 9

Rmin = 2 Dessa forma, obtemos que a razão de refluxo mínimo é de 2. 

Alternativa (B)  

85

39

34

7-

Uma das grandes preocupações no transporte do petróleo através de oleodutos é a corrosão provocada pelo contato dos gases e sais dissolvidos na água associada ao óleo bruto com a superfície metálica dos dutos. Fatores como a razão óleo/água e o regime de escoamento são controlados a fim de se evitar a separação da água e do óleo, que ocorre principalmente porque o petróleo é basicamente constituído por uma mistura de (A) hidrocarbonetos insolúveis em água. (B) minerais insolúveis em água. (C) sais insolúveis em água. (D) sais solúveis em água. (E) macromoléculas solúveis em água.

12 6. 3

D

Resolução:

47 .8 5

73

9

12

6.

7. 85 34 6. 12

29

7.

(Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2008/2)

R AF

Questão 50

7-

39

T

12 6.

34 7. 8



O petróleo é composto basicamente por moléculas orgânicas complexas de

hidrocarbonetos. Tendo em vista que os hidrocarbonetos são normalmente apolares e a água polar, quando misturados, esses dois compostos tendem a ser insolúveis e a separar em duas fases. Logo, a alternativa A se enquadra na de



Alternativa (A)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

scrição acima.

Material de uso exclusivo de Willian Aguiar dos Santos portador do CPF 126.347.857-39. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

9 50

(Técnico(a) 34 de Operação Júnior - Transpetro 2008/2)

47 .

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12 6. 3

Questão 51

85 73

Mecânica dos Fluidos

Líquido 1 (d 1)

Líquido 2 (d 2)

57 -3 9

Esfera (d)

85

7-

39

T

7. 85

34

7-

Resolução:

7.

39

R AF

12 6.

34 7. 8

Uma esfera maciça e homogênea de densidade d = 0,9 g/cm³ está imersa num recipiente aberto (sem tocar as paredes nem o fundo do recipiente) e em equilíbrio hidrostático. A esfera se encontra entre dois líquidos imiscíveis de densidades d1 = 0,7 g/cm³ e d2 = 1,2 g/cm³, conforme figura acima. Nestas condições, a percentagem do volume da esfera submersa no líquido 2 será (A) 30% (B) 40% (C) 50% (D) 60% (E) 70%

12

6.

O que o candidato pode perceber é que o empuxo total (ET ) exercido na

34

esfera é igual ao peso (Pe ) da mesma. Entretanto, a esfera está mergulhada em

6.

fluidos com densidades diferentes, logo seus empuxos serão somados. Assim

12

temos:

73

9

E = Pe = E1 + E2

47 .8 5

V ρg = V1 ρ1 g + V2 ρ2 g

0, 9V = 0, 7V1 + 1, 2V2

12 6. 3

D

V ρ = V1 ρ1 + V2 ρ2

No entanto, sabemos que o volume V ocupado pela esfera é igual a soma

dos volumes dos dois líquidos. Assim: V = V1 + V2

Substituindo na equação inicial temos: 0, 9V = 0, 7V − V2 + 1, 2V2

12

6. 3

47 .8

57 -

39

V1 = V − V2

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9 85 73

Mecânica dos Fluidos

51

12 6. 3

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0, 9V = 0, 7V − 0, 7V2 + 1, 2V2 0, 2V = 0, 5V2 V2 = 0, 4V

57 -3 9

Assim, percebemos que 40% da esfera está imersa no líquido 2. 



R AF

39

39

A função dos permutadores de cascos e tubos em processos de produção contínua é a (A) homogeneização entre dois fluidos. (B) separação de óleo, água e gás. (C) separação eletrostática de água e óleo. (D) troca de calor entre dois fluidos. (E) filtragem e separação de sedimentos.

12

6.

34

39

7-

7. 85 34 6. 12

85

7-

(Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2008/2)

7.

Questão 52

T

12 6.

34 7. 8

Alternativa (B)  

Resolução:

73

9

A função dos cascos e tubos consiste em trocar calor entre fluidos distintos

47 .8 5

sem que eles entrem em contato direto. Além disso, o equipamento permutador 



Alternativa (D)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

também é chamado de trocador de calor.

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(Técnico(a) de Operação Júnior - Transpetro 2008/2) 40

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12 6. 3

Questão 53

85 73

Mecânica dos Fluidos

Observe as afirmativas abaixo sobre as características de bombas centrífugas.

57 -3 9

I - Pode-se inverter o sentido de escoamento ao inverter o sentido de rotação do rotor. II - Quando o fluido é gasoso, a diferença de pressão aumenta, mas a vazão mássica diminui. III - O escoamento pode ser bloqueado enquanto o rotor está em movimento.

85

7.

39

R AF

Vamos analisar as alternativas:

7-

39

Resolução:

T

12 6.

34 7. 8

Está(ão) correta(s), SOMENTE, a(s) afirmativa(s) (A) I (B) III (C) I e II (D) I e III (E) II e III

7. 85

34

7-

I. INCORRETA. Não é possível inverter o sentido do escoamento em uma

6.

bomba centrífuga, pois o projeto do impelidor e da voluta são desenvolvidos

12

34

de tal maneira a operar somente em um sentido.

12

6.

II. INCORRETA. Bombas centrífugas realizam o transporte somente de fluidos líquidos.

73

9

III. CORRETA. O escoamento pode ser bloqueado enquanto o rotor está em movimento, sendo essa uma manobra usada em caso de emergência como





Alternativa (B)  

12

6. 3

47 .8

57 -

39

12 6. 3

D

bomba.

47 .8 5

num vazamento, manutenções na linha ou, até mesmo, o desligamento da

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