Considere um escoamento bifásico gás-líquido, com a vazão volumétrica do gás de 0,01 m³s^-1 e a vazão volumétrica do líquido de 0,03 m³s^-1. A massa específica do gás é 8 kg m^-3, e a massa específica do líquido é 800 kg m^-3.

Usando-se o modelo de homogêneo equilíbrio (HEM), a massa específica da mistura bifásica, em kg m^-3, é

Considere uma mistura bifásica líquido-vapor. A massa específica do vapor é 10 kg m^-3, e a massa específica do líquido é 800 kg m^-3. A velocidade superficial do vapor é 1 m s^-1, e a velocidade superficial do líquido é 0,1 m s^-1.

Sendo assim, o fluxo mássico total da mistura bifásica é

Uma usina HGTR, com potência térmica de 1000 MW, adota o ciclo combinado composto por um ciclo de Brayton simples e um ciclo de Rankine simples. A eficiência do ciclo de Brayton é 0,45, e a eficiência do ciclo de Rankine é 0,3.

Desse modo, a potência elétrica da usina, em MW, é, aproximadamente,

Em uma usina PWR, uma bomba opera entre 100 kPa e 1,9 MPa. O volume específico do líquido na entrada da bomba é 0,001 m³ kg^-1. A eficiência da bomba é 0,9.

Se a entalpia específica na entrada da bomba for 200 kJ kg^-1, a entalpia específica na saída da bomba, em kJ kg^-1, será

Considere um escoamento plenamente desenvolvido em um tubo circular, com raio interno R = 5 mm. A massa específica do fluido é 1000 kg/m³. A viscosidade do fluido é 0,001 kg m^-1s^-1.

Qual é a velocidade média do fluido, em ms^-1, em que o número de Reynolds é igual a 2.300?

Água escoa num tubo circular de 5 cm de diâmetro interno e comprimento de 4 m, com a vazão mássica de 0,314 kg s^-1. O tubo é aquecido uniformemente por um fluxo térmico de !$ q_w^" !$ = 400 kW m^-2. A temperatura de saturação T_sat = 280 ºC. O calor específico da água é 5 kJ kg^-1K^-1. O coeficiente de transferência de calor convectivo entre a parede e água em fase líquida !$ h_{\ell o} !$ = 10 kW m^-2 K^-1. A temperatura da água na entrada do tubo é 200 ºC. Usa-se a correlação de Griffith para o afastamento de bolhas

!$ T_{sat} - T_{b, D} = {\large {q_w^" \over 5h_{\ell o}}} !$

onde T_b,D é a temperatura média do fluido refrigerante na posição Z_D, em que ocorre o afastamento de bolhas da parede.

Essa posição Z_D, a partir de que o afastamento de bolhas ocorre, medida em distância da entrada do tubo, em m, é

Uma instalação de potência é baseada no ciclo de Rankine. Sabe-se que a potência útil da instalação vale 700 kJ/kg e que a eficiência térmica é de 25%.

Nessas condições, a quantidade de calor liberada no condensador, em kJ/kg, vale

Suponha que o perfil de temperatura em um elemento combustível no formato de um anel (raio interno = 0,01m e raio externo = 0,10 m) é indicado pela seguinte expressão:

T(r) = -800 ×r² + 64 ×r +100

O ponto de máxima temperatura, em m, é

O elemento combustível de um reator é uma esfera de material fissionável, de raio R, que é envolvida por um revestimento. A fissão nuclear gera energia que pode ser aproximada por !$ u_o^{'''} !$ [W/m³].

A partir dessas informações, verifica-se que a energia interna total gerada no elemento é

A central de potência de um navio está projetada para trabalhar usando vapor a 600 K. Em situações normais, ela precisa receber cerca de 1,5 x W, onde W é a potência útil no eixo. A central utiliza água do mar como refrigerante. Ao atingir determinada região, a temperatura da água do mar atinge 300 K.

Nessa situação, a quantidade mínima de energia que a central deverá receber para manter a potência é