Assessoria em mapas e atividades da Unicesumar

Estudante, chegou o momento de realizar a atividade de estudo 1!

Analise atentamente a seguinte situação e comandos para realizar sua atividade.

Leia o enunciado com atenção e realize os cálculos de forma cuidadosa, evitando erros nas etapas de resolução.

É importante apresentar e demonstrar todos os cálculos realizados, pois eles fazem parte da avaliação da atividade.

SITUAÇÃO-PROBLEMA:

Você atua como engenheiro em uma empresa que projeta equipamentos para movimentação de cargas, como pontes rolantes e pórticos industriais. Em um novo projeto, será necessário dimensionar a viga horizontal principal de um pequeno pórtico utilizado para elevação de cargas em um ambiente fabril.

Durante a fase de projeto, surgiram duas alternativas de seções transversais para essa viga. A escolha da seção mais adequada é fundamental para garantir que a estrutura apresente boa resistência à flexão e menor deformação quando submetida às cargas de serviço.

Sabendo que o desempenho da viga está diretamente relacionado à distribuição de material em sua seção transversal, você, como engenheiro responsável, decide realizar os cálculos de posição do centroide e do momento de inércia em relação ao eixo horizontal (eixo X) das duas opções de diferentes formatos, conforme apresentadas nas Figuras 1 e 2.

Figura 2 – Seção transversal 02

Com base nas seções transversais apresentadas, nas Figuras 1 e 2:

a) Calcule a posição do centroide de cada seção transversal (1 e 2).

b) Calcule o momento de inércia de cada seção em relação ao eixo X que passa pelo centroide.

c) Comparando os resultados obtidos, indique qual das seções apresenta o melhor desempenho para resistir à flexão vertical e justifique sua resposta com base nos conceitos estudados.

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No laboratório da planta, você recebe uma amostra do fluido de arrefecimento. Os registros técnicos indicam que a densidade é 0,85 g/cm³ e sua viscosidade dinâmica é 2 cP a 20°C.

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MAPA - FENÔMENOS DE TRANSPORTE - 52_2026

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Você foi contratado por uma empresa para realizar um diagnóstico técnico inicial em uma linha de resfriamento de uma pequena indústria química.

Você já sabe que os conhecimentos de Fenômenos de Transporte são fundamentais para tal responsabilidade. O seu papel agora é atuar como o consultor técnico responsável por transformar os cálculos teóricos em decisões estratégicas que garantam a segurança operacional, a economia de recursos e a máxima eficiência da planta. Essa consultoria foi dividida em cinco partes para melhor execução do trabalho.

Parte 1:

No laboratório da planta, você recebe uma amostra do fluido de arrefecimento. Os registros técnicos indicam que a densidade é 0,85 g/cm³ e sua viscosidade dinâmica é 2 cP a 20°C.

No dia a dia profissional, é comum encontrar catálogos técnicos de diferentes países com unidades variadas. Por isso, determine o peso específico e a viscosidade cinemática deste fluido no Sistema Internacional (SI). Considere a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s².

Parte 2:

Para monitorar o nível de um tanque de armazenamento de reagentes pressurizado, a fábrica utiliza um manômetro de tubo em U contendo mercúrio (ρHg = 13600 kg/m³). O tanque contém o fluido da Parte 1, conforme a figura a seguir.

Sabendo que o desnível observado no mercúrio é de 15 cm e que a pressão atmosférica local é de 101325 Pa, calcule a pressão manométrica e atmosférica no interior do tanque. Considere a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s².

Para este cálculo, desprezar a pequena coluna de gás (ar) acima do ponto A, pois seu peso específico é insignificante em comparação com o do mercúrio.

Fonte: gerada por Gemini em 26 mar. 2026.

Parte 3:

O fluido precisa ser transportado do tanque principal para um reator localizado em um nível superior. O tubo de saída tem um diâmetro de 100 mm e a velocidade de escoamento medida é de 2 m/s. No reator, o tubo reduz para 50 mm.

Para que o fluido vença a gravidade (elevação de 5 metros) e ainda sofra a aceleração causada pela redução do tubo, a pressão na origem (P1) deve ser obrigatoriamente superior à pressão no destino (P2). Considerando um cenário ideal (sem perdas), aplique a Equação de Bernoulli para calcular o acréscimo de pressão necessário na fonte, ou seja, o diferencial ΔP = P1 – P2.

Parte 4:

Na prática, o sistema real apresenta rugosidade nas tubulações e diversas conexões. Para determinar a potência necessária para a bomba, você deve primeiro identificar o regime de escoamento. Utilizando os dados do fluido da Parte 1 e as condições da tubulação de saída da Parte 3 (diâmetro de 100 mm e velocidade de 2 m/s), classifique o escoamento como laminar, de transição ou turbulento.

Parte 5:

O reator opera a 80°C. Para proteção e economia, as paredes de aço inoxidável são revestidas com lã de rocha (k = 0,04 W/m·K) com espessura de 5 cm (0,05 m). Considere regime permanente e que a condução de calor pela parede do isolante é unidimensional, de tal forma que a parede se assemelha a uma placa plana. As temperaturas nas faces interna e externa do isolante são 80°C e 30°C, respectivamente, conforme a figura abaixo.

Fonte: gerada por Gemini em 26 mar. 2026.

Embora o reator possua uma parede estrutural de aço inox, para fins desse diagnóstico inicial, a resistência térmica da parede de aço deve ser desconsiderada, focando-se exclusivamente na transferência de calor por meio do isolante.

Calcule o fluxo de calor por meio da camada de isolante usando a Lei de Fourier.

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MAPA - FENÔMENOS DE TRANSPORTE - 52_2026

2m assessoria 14:30 Sem Comentarios

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Você foi contratado por uma empresa para realizar um diagnóstico técnico inicial em uma linha de resfriamento de uma pequena indústria química.

Parte 1:

No laboratório da planta, você recebe uma amostra do fluido de arrefecimento. Os registros técnicos indicam que a densidade é 0,85 g/cm³ e sua viscosidade dinâmica é 2 cP a 20°C.

Parte 2:

Para este cálculo, desprezar a pequena coluna de gás (ar) acima do ponto A, pois seu peso específico é insignificante em comparação com o do mercúrio.

Fonte: gerada por Gemini em 26 mar. 2026.

Parte 3:

Parte 4:

Parte 5:

Fonte: gerada por Gemini em 26 mar. 2026.

Calcule o fluxo de calor por meio da camada de isolante usando a Lei de Fourier.

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a) Determine a vazão mássica de água, em kg/h, que deve ser adicionada para que a solução final atinja a concentração desejada de 5%.

2m assessoria 14:29 Sem Comentarios

ATIVIDADE 1 - FENÔMENOS DE TRANSPORTE - 52_2026

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Cálculos de balanço material são indispensáveis para se compreender problemas de fenômenos de transporte, tanto simples quanto complexos (Yoshi; Orgeda, 2020).

Fonte: YOSHI, H. C. M. H.; ORGEDA, Ro. Fenômenos de Transporte. Maringá: Unicesumar, 2020.

Uma planta química utiliza um misturador contínuo para preparar uma solução de limpeza ácida destinada à sanitização de tubulações. O processo opera em regime permanente e combina duas correntes de entrada para gerar um produto final homogêneo, conforme os dados técnicos a seguir:

- Corrente 1 (Solução Concentrada): vazão mássica de 100 kg/h; concentração de ácido em base mássica de 20%.

- Corrente 2 (Água de Diluição): água pura.

- Corrente 3 (Produto Final): solução de ácido diluído na concentração desejada de 5% em base mássica.

O fluxograma do processo está representado a seguir:

https://sistemasead.unicesumar.edu.br/flex/amfphp/services/Portal/ImagemQuestionario2/QUE_317443_715062_1.jpg

Figura 1 – Diagrama do processo para balanço de massa

Fonte: gerada por Gemini em 26 mar. 2026.

Utilizando os princípios de Balanço Global e Balanço por Componente, realize os seguintes cálculos:

a) Determine a vazão mássica de água, em kg/h, que deve ser adicionada para que a solução final atinja a concentração desejada de 5%.

b) Se a equipe de manutenção solicitar a produção de um lote total de 2.000 kg dessa solução diluída para uma limpeza de grande escala, quanto tempo (em horas) o misturador levará para completar essa tarefa?

c) Mantendo a entrada de 100 kg/h de ácido concentrado e a água em 300 kg/h, qual a concentração de ácido necessária na Corrente 1 para que o produto final saia com concentração final de 10%?

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