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.
Figura 1 – Esquema da medição da pressão com manômetro de tubo em U
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.
Figura 2 – Condução térmica por meio da camada de isolante do reator
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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