Através da proposta de curso almejo ser o  parceiro entre você leitor e aquilo que precisa ser aprendido, e através desta parceria, onde divido a responsabilidade pela aprendizagem, sonho em motivar a busca de informações, a produção de conhecimentos significativos, o diálogo e o debate, tanto para o desenvolvimento de competências, como para a conscientização que se deve assumir o papel social coerente com as exigências atuais.

Neste intuíto, como exemplo de busca de informações, convido-o a visitar o site  http://www.inep.gov.br/ e lá conhecer as provas propostas para a Engenharia Química.

Exemplos de avaliações de conceitos exigidos para acompanhamento do curso:

1º - Provão de 1997

Através de uma série de experimentos em escoamentos através de dutos, foi desenvolvida uma expressão relativa à perda de carga distribuída (perda de carga que ocorre nos trechos retos da tubulação) na forma de:

hD = f (L/D) V2/2g)

(1)

sendo f conhecido como fator de atrito (Darcy-Weissbach ou Fanning), cuja relação funcional é suposta da forma:

Aplicando a metodologia da Análise Dimensional - teorema do pi ou de Buckingham - chega-se a:

a) Obtenha a expressão de f, no caso de escoamento laminar estabelecido de um fluido Newtoniano incompressível, para o qual o perfil de velocidade é expresso por:

b) Discuta, se houver, as diferenças entre a resposta do item (a) com a expressão (3).

Dados:

2º Provão de 1999

Água é transferida de um reservatório para outro, cujo nível de referência encontra-se 30 m acima do primeiro. Essa transferência é efetuada através de uma tubulação com diâmetro interno igual a 0,254 m e comprimento total de 450 m. Ambos os reservatórios encontram-se sob pressão atmosférica.

Como o número de conexões é pequeno, a perda de carga localizada (em virtude dessas conexões) pode ser atribuída somente a uma válvula globo (posicionada no recalque da bomba centrífuga) utilizada para regular a vazão transferida entre os reservatórios. A Equação de Bernoulli, modificada para fluidos reais, aplicada entre dois pontos localizados nas superfícies dos reservatórios, leva à obtenção da chamada curva de carga do sistema, que, para a condição de válvula totalmente aberta e variação desprezível dos níveis no interior dos reservatórios, apresenta a seguinte forma: Hs = 30 + 1.055 Q² + 99 Q² , na qual Hs é a carga que deve ser desenvolvida pela bomba para que escoe uma vazão volumétrica Q através da tubulação. Nesta equação, [Hs] = m de coluna de fluido escoando e [Q] = m³ s^-1. Dentre os termos em Q², o de maior coeficiente responde pela perda de carga distribuída (efeitos viscosos na região de escoamento estabelecido)

A curva característica da bomba centrífuga utilizada no sistema pode ser aproximada por: Hb = 150 - 4.050 Q² , na qual Hb é a carga desenvolvida pela bomba quando ela bombeia uma vazão volumétrica Q. Também neste caso, [Hb] = m de coluna de fluido escoando e [Q] = m³ s^-1.

Abaixo são mostrados dois esquemas com duas alternativas de posição para a bomba do sistema. Note que esta posição não tem influência nos cálculos realizados nos itens anteriores. Porém, ela é de fundamental importância para o bom funcionamento do sistema de bombeamento e, conseqüentemente, para o êxito da transferência da água, na vazão desejada, de um reservatório para o outro.

Com base nestas informações e admitindo que se esteja operando em uma faixa de Números de Reynolds, na qual o fator de atrito se mantenha constante (escoamento totalmente turbulento), determine:

a) vazão transferida do reservatório inferior para o superior, estando a válvula totalmente aberta;

b) nova vazão com a válvula fechada em 50%. Considere que a constante da válvula aberta (Kab) é igual a 5,0 e que, para válvulas globo 50% fechadas, K = 5 Kab.

c) Indique qual das duas alternativas acima para a instalação da bomba que você escolheria e justifique a sua escolha.

Perdas de Carga: distribuída: hD = f(L/D)v²/(2g)  e localizada: hL = K v²/(2g)

onde: f - Fator de Atrito de Darcy; L - comprimento da tubulação; D - diâmetro do tubo; v - velocidade média do escoamento; g - aceleração da gravidade (g = 9,81 m s^-2); K - constante do acidente.

3º Provão de 2000 

O dispositivo mostrado na figura abaixo mede o diferencial de pressão entre os pontos A e B de uma tubulação por onde escoa água.

 Sabendo-se que:

Com base nos dados apresentados na figura, pede-se:

1. determine o diferencial de pressão entre os pontos A e B, em Pa; (valor: 2,5 pontos)

2. calcule a pressão absoluta no interior da camada de ar, sendo a leitura do Manômetro de Bourdon Pman = 10⁴Pa, e a pressão atmosférica local Patm = 10⁵Pa; (valor: 2,5 pontos)

3. responda se é possível utilizar o dispositivo mostrado na figura para medir a vazão de água que escoa através da tubulação, justificando sua resposta; (valor: 2,5 pontos)

4. indique o sentido do escoamento do fluido ao longo da tubulação (AÞ B ou BÞ A). (valor: 2,5 pontos)

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