12
2 ENGENHARIA MECÂNICA 1 Uma mudança nos processos logísticos de um terminal de combustíveis implicará a freqüente transferência de um inventário de gasolina entre dois tanques distantes 5 km um do outro. Para conectar esses tanques, dispõe-se de grande quantidade de tubos de 1,5" de diâmetro em estoque no almoxarifado. A transferência deverá ser executada a uma vazão mínima de 9 m 3 /h. Entre as opções apresentadas na tabela abaixo, adaptada de um catálogo comercial, especifique a bomba que deverá ser utilizada. Indique claramente o código do fabricante (Cat no.). Por motivo de incompatiblidade química com alguns aditivos presentes na gasolina a ser transferida, recomenda-se não usar bombas com componentes de elastômeros nitrílicos (BUNA N) ou de Teflon . (valor: 10,0 pontos) Dados/Informações Adicionais - Perda de carga no sistema (incluindo todas as perdas por fricção, elevação e localizadas): 4 2 d Q 21 , 0 h = , onde Q - vazão de gasolina em galões/minuto (GPM) d - diâmetro da tubulação em polegadas h - perda de carga em ft de coluna de gasolina - Massa específica da gasolina: 750 kg/m 3 - Massa específica da água: 1000 kg/m 3 - 1 GPM = 0,227 m 3 /h Choose cast-iron, bronze, or stainless steel construction. SELF-PRIMING PUMPS . Available in three materials Use for continuous transfer of liquids from tanks and sumps, in chemical process and batching lines, in waste water treatment, or in agriculture. Pumps move out any air in the inlet line-ideal for liquids with entrained gases. Pumps can lift water from 12 ft below the inlet level once priming chamber is filled. Self-cleaning, semi-open impeller lets you pump slurries containing solids up to 3/8" in diameter and liquids with viscosities up to 100 SSU. Inlet and outlet ports are 1/2" NPT(F). Static pressure is 70 psi. Install your own cord and plug for 115 or 230 VAC (60 Hz) operation. All pumps are rated for continuous duty. Cast-iron pumps are equipped with cast-iron body, bronze impeller, Buna N O-rings, and a carbon/ ceramic face seal with Buna N elastomers. Maximum fluid temperature is 180°F (82°C). Motors are open drip-proof (ODP), single phase, and run at 3450 rpm. Bronze pumps handle a wide range of solvents. Equipped with bronze body and impeller, Viton O- rings, and a carbon/ceramic face seal with Viton elastomers. Maximum fluid temperature is 250°F (121°C). Motors are totally enclosed, fan-cooled (TEFC), single-phase, and run at 3450 rpm. Stainless steel (SS) pumps handle acids, caustics, solvents, trichloroethylene, and photographic chemicals. Equipped with cast 316 SS body and impeller, Teflon O-ring, and carbon/ceramic face seal with Teflon wedges. Maximum fluid temperature is 350°F (176°C). Single-phase, TEFC motors run at 3450 rpm. Optional TEFC, explosion proof, three-phase, or air motors are available on any of these pumps-call for details. Order tubing, fittings, and clamps from "Accessories" above right. For information on the chemical compatibility of these pumps with your fluids, see the chemical resistance charts on pages 1672-1680. A B C D E 1/2 hp 3/4 hp 1 hp 1 1/2 hp 2 hp 60 Hz 60 Hz 60 Hz 60 Hz 60 Hz LEGEND 1/2 3/4 1 1 1/2 2 51 ft 52 ft 59 ft 66 ft 67 ft 3.7 4.8 7.5 9.0 12.2 H-07112-00 H-07112-05 H-07112-10 H-07112-15 H-07112-20 $ 329.00 371.00 382.00 459.00 541.00 89 GPM 107 GPM 119 GPM 125 GPM 145 GPM H-07112-25 H-07112-30 H-07112-35 H-07112-40 H-07112-45 $ 441.00 470.00 500.00 576.00 647.00 H-07112-50 H-07112-55 H-07112-60 H-07112-65 H-07112-70 $ 899.00 923.00 952.00 1030.00 1100.00 hp Max head Max flow Amps Cat. no. Price Cat. no. Price Cat. no. Price Cast iron Bronze Stainless steel Teflon, Viton-Reg TM E. I. du Pont de Nemours & Co. Adaptado de: Cole-Parmer International Catalog - 1995-1996 R

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2ENGENHARIA MECÂNICA

1Uma mudança nos processos logísticos de um terminal de combustíveis implicará a freqüente transferência de um inventário degasolina entre dois tanques distantes 5 km um do outro. Para conectar esses tanques, dispõe-se de grande quantidade de tubos de1,5" de diâmetro em estoque no almoxarifado. A transferência deverá ser executada a uma vazão mínima de 9 m3/h. Entre as opçõesapresentadas na tabela abaixo, adaptada de um catálogo comercial, especifique a bomba que deverá ser utilizada. Indique claramenteo código do fabricante (Cat no.). Por motivo de incompatiblidade química com alguns aditivos presentes na gasolina a ser transferida,recomenda-se não usar bombas com componentes de elastômeros nitrílicos (BUNA N) ou de Teflon . (valor: 10,0 pontos)

Dados/Informações Adicionais

- Perda de carga no sistema (incluindo todas as perdas por fricção, elevação e localizadas): 4

2

d

Q21,0h = , onde

Q - vazão de gasolina em galões/minuto (GPM)d - diâmetro da tubulação em polegadash - perda de carga em ft de coluna de gasolina

- Massa específica da gasolina: 750 kg/m3

- Massa específica da água: 1000 kg/m3

- 1 GPM = 0,227 m3/h

Choose cast-iron,bronze, or stainless steel

construction.

SELF-PRIMING PUMPS. Available in three materials

Use for continuous transfer of liquids from tanksand sumps, in chemical process and batching lines,in waste water treatment, or in agriculture. Pumpsmove out any air in the inlet line-ideal for liquids withentrained gases. Pumps can lift water from 12 ftbelow the inlet level once priming chamber is filled.

Self-cleaning, semi-open impeller lets you pumpslurries containing solids up to 3/8" in diameter andliquids with viscosities up to 100 SSU. Inlet and outletports are 1/2" NPT(F). Static pressure is 70 psi.Install your own cord and plug for 115 or 230 VAC(60 Hz) operation. All pumps are rated for continuousduty.

Cast-iron pumps are equipped with cast-ironbody, bronze impeller, Buna N O-rings, and a carbon/ceramic face seal with Buna N elastomers. Maximumfluid temperature is 180°F (82°C). Motors are opendrip-proof (ODP), single phase, and run at 3450 rpm.

Bronze pumps handle a wide range of solvents.Equipped with bronze body and impeller, Viton O-rings, and a carbon/ceramic face seal with Vitonelastomers. Maximum fluid temperature is 250°F(121°C). Motors are totally enclosed, fan-cooled(TEFC), single-phase, and run at 3450 rpm.

Stainless steel (SS) pumps handle acids, caustics,solvents, trichloroethylene, and photographicchemicals. Equipped with cast 316 SS body andimpeller, Teflon O-ring, and carbon/ceramic faceseal with Teflon wedges. Maximum fluid temperatureis 350°F (176°C). Single-phase, TEFC motors run at3450 rpm.

Optional TEFC, explosion proof, three-phase, orair motors are available on any of these pumps-callfor details. Order tubing, fittings, and clamps from"Accessories" above right.

For information on the chemical compatibility ofthese pumps with your fluids, see the chemicalresistance charts on pages 1672-1680.

ABCDE

1/2 hp3/4 hp

1 hp1 1/2 hp

2 hp

60 Hz60 Hz60 Hz60 Hz60 Hz

LEGEND

1/23/4

11 1/2

2

51 ft52 ft59 ft66 ft67 ft

3.74.87.59.0

12.2

H-07112-00H-07112-05H-07112-10H-07112-15H-07112-20

$ 329.00371.00382.00459.00541.00

89 GPM107 GPM119 GPM125 GPM145 GPM

H-07112-25H-07112-30H-07112-35H-07112-40H-07112-45

$ 441.00470.00500.00576.00647.00

H-07112-50H-07112-55H-07112-60H-07112-65H-07112-70

$ 899.00923.00952.00

1030.001100.00

hp Maxhead

Maxflow

AmpsCat. no. Price Cat. no. Price Cat. no. Price

Cast iron Bronze Stainless steel

Teflon, Viton-Reg TM E. I. du Pont de Nemours & Co.Adaptado de: Cole-Parmer International Catalog - 1995-1996

R

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3ENGENHARIA MECÂNICA

2Uma empresa que fabrica componentes mecânicos tem como processamento básico:

- corte de barras redondas laminadas de aço baixa liga (ABNT 4340, ABNT 4320);- tratamento térmico de esferoidização;- lubrificação superficial (sabão com óleo e fosfato);- conformação a frio (extrusão e recalcamento);- usinagem (essencialmente torneamento cilíndrico, furação, brochamento e fresamento de engrenagens);- tratamento térmico (cementação a 960°C (4 a 8 horas) e têmpera direta seguida de revenimento (180°C) ou cementação a 960°

(4 a 8 horas) seguida de resfriamento com dupla têmpera (uma a 850°C e outra a 770°C) e revenimento (180°C) ou ainda têmperae um revenimento);

- retificação (eventual).

Analisando as informações acima, responda de forma sucinta.a) Qual dos aços acima mencionados é um aço típico para cementação e qual para têmpera?

Justifique sua resposta. (valor: 2,0 pontos)

b) Qual a finalidade e em que consiste o tratamento térmico de esferoidização (ou coalescimento)? (valor: 2,0 pontos)

c) Qual a finalidade da etapa de lubrificação superficial? (valor: 2,0 pontos)

d) O material temperado diretamente desde a temperatura de cementação apresenta uma microestrutura completamente diferentedaquele que recebeu resfriamento e posteriormente dupla têmpera. Explique as razões para isso. (valor: 2,0 pontos)

e) Quais as principais propriedades mecânicas afetadas por essas diferenças microestruturais? (valor: 2,0 pontos)

3O conceito de rigidez é um dos mais importantes em projeto de máquinas.A esse respeito, responda ao solicitado abaixo.a) Explique em poucas palavras o que é rigidez. (valor: 2,5 pontos)

b) Quais os fatores que determinam a rigidez de um componente mecânico? (valor: 2,5 pontos)

c) Como a rigidez e a massa de um componente estão relacionadas com sua freqüência natural? (valor: 2,5 pontos)

d) Entre os perfis apresentados abaixo, qual você escolheria como o mais adequado à estrutura de um veículo que será submetidoa carregamentos combinados de flexão e torção, variáveis em direção e intensidade, de modo que o mesmo possa ter rigidezsatisfatória com um peso relativamente reduzido? Justifique sua resposta. (valor: 2,5 pontos)

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4ENGENHARIA MECÂNICA

4

Considere um grande reservatório cheio de água ( ρ = 997 kg/m3, µ = 0,000855 Pa.s) com um furo no fundo. O tamanho do reservatórioé tal que o seu nível h não é alterado pela água que está vazando pelo furo. A figura acima esquematiza a situação. Conforme observadona figura, a água que sai pelo furo escoa por um tubo de comprimento L e diâmetro D antes de ser descarregada à pressão atmosférica.

Dados: h = 1,5 mL = 4 mD = 5 mm

De acordo com o exposto:

a) mostre em um gráfico como a pressão varia ao longo da linha A-B; (valor: 4,0 pontos)

b) indique no gráfico do item anterior qual o valor máximo da pressão; (valor: 2,0 pontos)

c) estime a vazão mássica de água que escoa pelo tubo. Justifique as simplificações adotadas. (valor: 4,0 pontos)

Dados/Informações Adicionais

=++ gz2

Vp 2

ρconstante ,

2V

DL

fp2

ρ=∆

4 Re

316,0f = - escoamento turbulento

Re = µ

ρ DV , Re é o Número de Reynolds

Q = VAρ , Q é a vazão mássica, e A é a área da secção transversal do tubo.

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5ENGENHARIA MECÂNICA

5

O anemômetro de fio quente é um instrumento utilizado para medir a velocidade de uma corrente de fluido. Conforme mostrado nafigura acima, tal aparelho consiste em um fio metálico fino que é aquecido eletricamente de forma a manter sua temperatura constantequando exposto ao escoamento. Medindo-se a potência elétrica necessária para manter esse fio a temperatura constante, pode-secalcular o calor retirado do fio pelo fluido e, daí, obter a velocidade da corrente.Conforme todo o exposto, atenda ao solicitado abaixo.

a) Escreva a expressão do balanço de energia no fio, considerando sua temperatura constante. Ignore efeitos de radiação e decondução de calor no fio. (valor: 3,0 pontos)

b) Suponha um fio cilíndrico fino com 6 mm de comprimento e 0,10 mm de diâmetro, exposto a uma corrente de ar a temperaturaT ∞ de 25°C, e velocidade V ∞ de 8 m/s. Calcule, então, a potência que deve ser dissipada no fio de forma a manter sua temperaturaTw constante e igual a 330°C. (valor: 4,0 pontos)

c) Foi proposta a seguinte correlação entre a corrente elétrica i e a velocidade do fluido V ∞ :

CVBi 2 += ∞ ,

onde B e C são constantes a serem determinadas no processo de calibração do instrumento. Esta expressão sugere que, mesmona ausência de velocidade, pode haver transferência de calor. Explique o porquê. (valor: 3,0 pontos)

Dados/Informações Adicionais

- Calor q retirado por convecção: q = hAs )∞− T(TW , onde h é o coeficiente de película, e As a área superficial do corpo imerso.

- Para efeito dos cálculos de transferência de calor por convecção, as propriedades do ar ( fK,f,f µρ ) devem ser avaliadas à

Temperatura de Filme, 2

TTT W

f∞+=

Continua

F

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6ENGENHARIA MECÂNICA

- Tabela de propriedades do ar à pressão atmosférica.The values of µ , k ,CP and Pr are not strongly pressure-dependent and may be used over a fairly wide ranger of pressures.

- Gráfico do Número de Nusselt para um cilindro normal a uma corrente de ar em função do Número de Reynolds.

From Natl. Bur. Stand. (U. S.) Circ. 564, 1955Fonte: Holman, J. P. Heat Transfer . McGraw Hill, 5 th Ed.

T, K

100150200250300350400450500550600650700750800850900950

1000110012001300140015001600170018001900200021002200230024002500

3.60102.36751.76841.41281.17740.99800.88260.78330.70480.64230.58790.54300.50300.47090.44050.41490.39250.37160.35240.32040.29470.27070.25150.23550.22110.20820.19700.18580.17620.16820.16020.15380.14580.1394

1.02661.00991.00611.00531.00571.00901.01401.02071.02951.03921.05511.06351.07521.08561.09781.10951.12121.13211.14171.1601.1791.1971.2141.2301.2481.2671.2871.3091.3381.3721.4191.4821.5741.688

0.69241.02831.32891.4881.9832.0752.2862.4842.6712.8483.0183.1773.3323.4813.6253.7653.8994.0234.1524.444.694.935.175.405.635.856.076.296.506.726.937.147.357.57

1.923 4.343 7.490 9.49 16.84 20.76 25.90 31.71 37.90 44.34 51.34 58.51 66.25 73.91 82.29 90.75 99.3108.2117.8138.6159.1182.1205.5229.1254.5280.5308.1338.5369.0399.6432.6464.0504.0543.5

0.0092460.0137350.018090.022270.026240.030030.033650.037070.040380.043600.046590.049530.052300.055090.057790.060280.062790.065250.067520.07320.07820.08370.08910.09460.1000.1050.1110.1170.1240.1310.1390.1490.1610.175

0.025010.057450.101650.131610.221600.29830.37600.42220.55640.65320.75120.85780.96721.07741.19511.30971.42711.55101.67791.9692.2512.5832.9203.2623.6093.9774.3794.8115.2605.7156.1206.5407.0207.441

0.7700.7530.7390.7220.7080.6970.6890.6830.6800.6800.6800.6820.6840.6860.6890.6920.6960.6990.7020.7040.7070.7050.7050.7050.7050.7050.7040.7040.7020.7000.7070.7100.7180.730

ρkg / m3

CPkJ /

kg.°C

µ,kJ / m .s

x 105

v,m2 / sx 106

k,W /

m. °C

α,m2 / sx 104

Pr

Fonte: Holman, J. P. Heat Transfer . McGraw Hill, 5 th Ed.

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7ENGENHARIA MECÂNICA

6

A figura acima nos mostra um eixo que suporta uma polia para uma correia na qual as trações são paralelas. O torque aplicado atravésda polia equilibra o torque resistente no eixo, que gira a uma velocidade de rotação constante.A esse respeito:

a) calcule as reações de apoio nos mancais O e E; (valor: 2,5 pontos)

b) construa os diagramas de momento fletor e de momento torsor ao longo do trecho OE; (valor: 2,5 pontos)

c) esboce diagramas mostrando como a tensão normal e a tensão cisalhante (devido à torção) variam com o tempo em um pontoda superfície da seção mais solicitada; (valor: 2,5 pontos)

d) considere o estado de tensão a que é submetido um ponto na superfície da seção mais solicitada e explique contra que tipo defalha deve ser dimensionado o eixo. (valor: 2,5 pontos)

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8ENGENHARIA MECÂNICA

7Mancais com filme fluido são elementos de máquinas de grande aplicação em engenharia. Considere um mancal com carga pequenae que opera com um óleo que tem massa específica e viscosidade dadas por ρ = 800 kg/m3 e µ = 0,008 Pa.s, respectivamente.O diâmetro do eixo é 75 mm, sua velocidade de rotação é 3.600 rpm, e a folga radial é 0,25 mm. O comprimento axial do mancal é2 cm. O desenho esquemático do sistema eixo mancal é mostrado na figura abaixo.

Desse modo, resolva os itens a seguir.

a) Considerando que a folga radial é bem menor do que o diâmetro do eixo, para efeitos de cálculo da potência dissipada pelo sistemapode-se tratar o escoamento do filme de óleo como um escoamento entre placas paralelas. Neste caso os efeitos de variação depressão e de aceleração do óleo podem ser ignorados ao longo do escoamento. Com estas aproximações, simplifique a equaçãoda conservação da quantidade de movimento para o filme de óleo e determine a distribuição de velocidade no óleo em função dafolga radial c, e da velocidade do eixo U. (valor: 3,0 pontos)

b) Utilizando as simplificações apresentadas anteriormente, calcule a potência mecânica consumida no mancal. (valor: 3,0 pontos)

c) Sabendo-se que a potência mecânica consumida pelo sistema é dissipada na forma de calor através do eixo e do mancal e resultaem variações de temperatura do óleo, explique por que o efeito de aumento de temperatura do filme de óleo em geral é indesejávelem um mancal. (valor: 1,0 ponto)

d) Cite quatro funções de um óleo lubrificante em um mancal. (valor: 3,0 pontos)

Dados/Informações AdicionaisConservação da quantidade do movimento para a direção x:

ρ ,y

u

x

uxp

yu

vxu

u2

2

2

2

∂∂+

∂∂+

∂∂−=

∂∂+

∂∂ µ µρ e constantes

Força de atrito:

0yyu

AAF=∂

∂== µτ , A é a área superficial

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9ENGENHARIA MECÂNICA

8

As curvas da figura acima apresentam um caso real de custos de fabricação de uma mesma peça em função do número de peçasdo lote, típico de uma indústria de autopeças. Todas as curvas são do tipo:

Cp = K1 + K2 / Np ,

onde:

Cp = custo da peça;

Np = número de peças por lote a serem fabricadas em um determinado período de tempo;

K1 = custos agregados intrínsecos da peça (por exemplo: matéria-prima, tempos de fabricação, desperdício de material e de energia,

reprocessamento, energia consumida, mão-de-obra, encargos sociais, outros insumos diretos);

K2 = custos diversos indiretos (depreciação do ativo imobilizado, seguros, despesas administrativas, juros, impostos).

a) Descreva sucintamente uma vantagem e uma desvantagem de cada um dos três processos de fabricação. (valor: 4,0 pontos)

b) A capacidade instalada é suficiente para gerar um excedente de produção para exportação. Os empresários do setor argumentamque o produto não é competitivo internacionalmente devido ao "Custo Brasil". Caracterize sucintamente a expressão "Custo Brasil"neste contexto. (valor: 4,0 pontos)

c) Associe ao seu respectivo cenário cada uma das curvas de custo apresentadas na página seguinte, cujas modificações a partirda configuração original são indicadas pelas setas. Transcreva as associações para o Caderno de Respostas. (valor: 2,0 pontos)

Continua

F

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10ENGENHARIA MECÂNICA

CENÁRIO 1:Houve um forte aumento de tarifas de energiaelétrica afetando o setor de usinagem e demetalurgia do pó, mas o setor de fundição queutiliza óleos derivados de petróleo em seusfornos não foi afetado.

CENÁRIO 2:Houve estabilidade nas tarifas de energia elétri-ca, mas ocorreu um aumento substancial nopreço do petróleo.

CENÁRIO 3:Em decorrência da entrada em operação dogasoduto Brasil-Bolívia, o setor de fundição e ode metalurgia do pó substituem suas fontes deenergia por gás natural, substancialmente maisbarato do que as fontes usadas originalmente.

CENÁRIO 4:Por motivos de preservação ambiental, cria-seno país um estímulo ao setor de metalurgia dopó, permitindo a depreciação acelerada de má-quinas e equipamentos.

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11ENGENHARIA MECÂNICA

9Para evitar problemas no funcionamento de um equipamento, cuja massa é de 10 kg, deseja-se limitar a amplitude das velocidadesa que ele será submetido devido a vibrações em serviço. Testes indicam que acima de 100 Hz a base rígida sobre a qual ele vai sermontado experimenta as oscilações de maiores amplitudes, e que devem, portanto, ser minimizadas. Observa-se ainda que aamplitude destes deslocamentos varia muito pouco nesta faixa de freqüências. Um engenheiro é incumbido de projetar a fixação doequipamento sobre a base rígida e decide modelar o conjunto equipamento/sistema de fixação como um oscilador linear com umúnico grau de liberdade.

A razão entre as amplitudes da velocidade da massa de um oscilador linear e do deslocamento da base sobre a qual ele está montado,varia com a freqüência de acordo com a expressão:

2)f/f2(2)2)f/f(1(

2)f/f2(1f2

nn

n

ζπ ζ

+−

+=y

v ,

onde v representa a amplitude da velocidade, y a amplitude do deslocamento da base, f a freqüência de oscilação da base, nf a

freqüência natural de vibração do oscilador, e ζ o coeficiente de amortecimento do sistema, relacionado com a constante deamortecimento, c, através da equação:

nfm4c

πζ = ,

onde m é a massa do oscilador.

a) Esboce o gráfico da razão entre a amplitude da velocidade do oscilador e a amplitude do deslocamento da base em função dafreqüência. (valor: 5,0 pontos)

b) O engenheiro dispõe de três diferentes sistemas de fixação, para os quais o fabricante fornece as constantes de mola equivalente,Keq, e os coeficientes de amortecimento equivalentes, Ceq, reproduzidos na tabela abaixo. Qual deles você julga ser o maisapropriado? Justifique sua resposta. (valor: 5,0 pontos)

SISTEMA DE FIXAÇÃO

Sistema A

Sistema B

Sistema C

4000

4000

16000

Keq (N/m) Ceq (N.s/m)

40

20

80

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12ENGENHARIA MECÂNICA

10Uma pequena usina termoelétrica terá seu fornecimento de óleo garantido por uma refinaria próxima, sendo este transportado atravésde um oleoduto. A refinaria impôs como condição contratual que a usina compre o óleo sempre a uma vazão constante q. Entretanto,a demanda de combustível no gerador de vapor varia ao longo de um período de 24 horas, podendo ser aproximada por:

D = 50 - 20 cos

12tπ ,

onde D é a demanda expressa em m3/h e t o tempo expresso em horas, medido a partir da meia-noite (0 h). Sendo assim, seránecessário construir um reservatório de óleo combustível, de forma a permitir que a usina funcione ininterruptamente. Para que estereservatório seja projetado, forneça as informações solicitadas abaixo.a) Quais os valores máximo, mínimo e médio da demanda de óleo e o horário em que estes valores ocorrem? (valor: 2,0 pontos)

b) Qual a vazão de óleo combustível, em m3/h, q, a ser comprada da refinaria? (valor: 2,0 pontos)

c) Sabendo-se que a usina iniciará suas operações no tempo t = 0 com o reservatório contendo um certo volume V0 , escreva o balanço

de massa no reservatório e, a partir daí, obtenha uma expressão para o volume ocupado pelo óleo combustível no reservatório emfunção do tempo. Faça um gráfico que mostre esta variação no tempo, cuidando para que, neste gráfico, o volume seja semprepositivo, pois, caso contrário, a usina ficará sem combustível. (valor: 2,0 pontos)

d) Calcule a capacidade mínima do reservatório para garantir a continuidade da operação da usina e o mínimo volume incial V0.

(valor: 2,0 pontos)

e) A usina rejeita calor para um rio, cuja temperatura de corrente é de 20°C. De acordo com o Relatório de Impacto Ambiental (RIMA),a quantidade de calor rejeitada pela usina no horário de pico de consumo não poderá superar 30 MW, de forma a preservar a florae a fauna da região. Calcule o rendimento mínimo desta usina, de forma a satisfazer a restrição do RIMA e compare este rendimentocom o máximo teórico obtido a partir da Segunda Lei da Termodinâmica. A partir dessa comparação, faça uma análise da viabilidadetécnica da usina. (valor: 2,0 pontos)

Dados/Informações Adicionais

- Propriedades do óleo combustível:

. Massa específica: 900 kg/m3

. Poder calorífico: 2600 kJ/kg

- Condição operacional

- Temperatura de chama na caldeira: 800°C

- Eficiência do Ciclo de Carnot: H

L

TT

1−= η

- K = °C + 213,15

Page 12: mecanica1999provao.pdf

13ENGENHARIA MECÂNICA

IMPRESSÕES SOBRE A PROVA

As questões abaixo visam a levantar sua opinião sobre aqualidade e a adequação da prova que você acabou de realizare também sobre o seu desempenho na prova.Assinale as alternativas correspondentes à sua opinião e àrazão que explica o seu desempenho nos espaços próprios(parte inferior) do Cartão-Resposta.Agradecemos sua colaboração em respondê-las.

1Segundo a sua visão, e levando em conta o que você vivencioudurante o seu curso, qual o grau de dificuldade desta prova?(A) Muito fácil.(B) Fácil.(C) Médio.(D) Difícil.(E) Muito difícil.

2Quanto à sua extensão, como você considera a prova?(A) Muito longa.(B) Longa.(C) Adequada.(D) Curta.(E) Muito curta.

3Para você, como foi o tempo destinado à resolução da prova?(A) Excessivo.(B) Pouco mais que suficiente.(C) Suficiente.(D) Quase suficiente.(E) Insuficiente.

4Você considera que, na sua elaboração, os enunciados da provaapresentam clareza e objetividade?(A) Sim, todos os enunciados apresentam.(B) Sim, a maioria dos enunciados apresenta.(C) Sim, mas apenas cerca da metade dos enunciados apresenta.(D) Não, muito poucos enunciados apresentam.(E) Não, nenhum dos enunciados apresenta.

5Como você considera as informações fornecidas em cadaquestão para a sua resolução?(A) Sempre excessivas.(B) Sempre suficientes.(C) Suficientes na maioria das vezes.(D) Suficientes somente em alguns casos.(E) Sempre insuficientes.

6Em que medida os conteúdos abordados nesta prova foramtrabalhados no seu curso?(A) A grande maioria, com profundidade.(B) Muitos, com razoável profundidade e alguns, de forma superficial.(C) Muitos, de forma superficial e alguns, com razoável profundidade.(D) A grande maioria, de forma superficial.(E) A maioria sequer foi trabalhada no meu curso.

7Como você avalia a adequação da prova aos conteúdos defini-dos para o Provão/99 desse curso?(A) Com abrangência ampla e abordagem adequada.(B) Com abrangência ampla, mas com abordagem inadequada.(C) Com abrangência parcial, mas com abordagem adequada.(D) Totalmente inadequada.(E) Desconheço os conteúdos definidos para o Provão/99.

8Como você avalia a adequação da prova para verificar as habi-lidades que deveriam ter sido desenvolvidas durante o curso,conforme definido para o Provão/99?(A) Plenamente adequada.(B) Medianamente adequada.(C) Pouco adequada.(D) Totalmente inadequada.(E) Desconheço as habilidades definidas para o Provão/99.

9Como você considera a coerência entre a prova e o perfil dograduando tomado como referência para o Provão/99?(A) A prova guarda total coerência com o perfil esperado do

graduando.(B) A prova guarda razoável coerência com o perfil esperado do

graduando.(C) A prova demonstra pouca coerência com o perfil esperado do

graduando.(D) A prova não demonstra coerência com o perfil esperado do

graduando.(E) Desconheço o perfil esperado do graduando, tomado como

referência para o Provão/99.

10Com que tipo de problema você se deparou mais freqüentementeao responder a esta prova?(A) Desconhecimento de conteúdo: temas não abordados em

meu curso.(B) Desconhecimento de conteúdo: temas abordados no curso,

mas não estudados por mim.(C) Dificuldade de trazer a resposta à tona da memória, porque

o conteúdo foi estudado há muito tempo.(D) Espaço insuficiente para responder às questões.(E) Não tive qualquer tipo de dificuldade para responder à prova.

Como você explicaria o seu desempenho em cada questão da prova?Números referentes ao CARTÃO-RESPOSTA.

Números das questões da prova.

O assunto ...(A) não foi ensinado; nunca o estudei.(B) não foi ensinado; mas o estudei por conta própria.(C) foi ensinado de forma inadequada ou superficial.(D) foi ensinado há muito tempo e não me lembro mais.(E) foi ensinado com profundidade adequada e suficiente.

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10