No desenvolvimento de projetos de infraestrutura hídrica e sistemas de climatização em uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico frequentemente se depara com situações que exigem a aplicação dos princípios de conservação para fluidos. Considere um sistema de irrigação por gotejamento experimental, onde um tubo principal transporta água que é então distribuída para inúmeros gotejadores. Cada gotejador possui uma área de saída (A_g) significativamente menor que a área da seção transversal do tubo principal (A_t).
Considerando que o escoamento da água é incompressível e permanente, qual a descrição correta da relação entre a velocidade média da água no tubo principal (v₁) e a velocidade de saída da água pelos gotejadores (v_g) ?

Considere-se responsável pela elaboração do Plano de Execução BIM (PEB) a ser anexado ao edital de uma obra pública.

É papel do PEB:

A avaliação da eficiência de sistemas hidráulicos é uma atribuição fundamental do Engenheiro Mecânico que atua em uma universidade federal, sendo crucial para a otimização energética e a gestão de recursos. Em um cenário prático, ao inspecionar uma bomba hidráulica instalada no sistema de abastecimento de água de um novo laboratório, foram coletados os seguintes dados de operação:
        • Potência elétrica consumida pela bomba:  = 2,5 kW
        • Vazão volumétrica fornecida: Q = 20 L/s
        • Desnível que a bomba deve vencer (carga manométrica total): h = 10m
Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s² e a densidade da água  = 1000 kg/m³, qual é o rendimento hidráulico aproximado  da bomba?
Utilize as seguintes fórmulas:
Vazão mássica: 
Potência útil (hidráulica): 
Rendimento hidráulico: 

Considere-se a necessidade de orçar serviço de engenharia consultiva para elaboração de projetos. É adequado estimar o tempo total de trabalho dos profissionais por meio de tabelas de quantificação das cargas horárias com parâmetros médios de produtividade, quando estas variam conforme capacitação e sinergia da equipe.
Essa abordagem é:

No planejamento e na otimização de sistemas térmicos para reaproveitamento energético em instalações de uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico é encarregado de avaliar o desempenho de um trocador de calor de casco e tubos utilizado no sistema de aquecimento de água para chuveiros e torneiras. Nesse sistema, dois fluxos de água (quente e fria) trocam calor em regime permanente.
A água quente (fluido quente) entra no trocador a 80 °C e sai a 44 °C. A água fria (fluido frio), que será aquecida, entra a 20 °C e sai a 56 °C. Considere que as capacidades térmicas mássicas dos fluidos (produto da vazão mássica pela capacidade calorífica), C_h = C_c = C são iguais.
Para determinar a efetividade  do trocador de calor, utilize as seguintes fórmulas:
Efetividade do trocador de calor :
 é a taxa de transferência de calor real observada.
 é a taxa máxima de transferência de calor que seria possível se o trocador de calor tivesse uma área de troca de calor infinita e operasse de forma ideal.
Taxa de transferência de calor real ():
Máxima taxa de transferência de calor termodinamicamente possível ():
Onde  é a menor das capacidades térmicas 
Com base nos dados fornecidos, qual é a efetividade do trocador de calor?

No projeto do sistema HVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar-Condicionado) de um laboratório de anatomia humana de uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico é responsável por dimensionar o sistema de insuflação e exaustão de ar visando à eficiência energética e à minimização da exposição ocupacional ao formaldeído, gás tóxico utilizado na conservação de cadáveres.
O projeto deve garantir ventilação direcional, com insuflação por cima e exaustão por baixo, assegurando 30 trocas de ar por hora. O engenheiro, após realizar um estudo de perdas de carga na rede de dutos e nos acessórios do sistema, determinou que a pressão total a vencer para a vazão necessária é de 500 Pa. As demais características do ambiente e do sistema são: 
Área do ambiente: 60 m². 
Altura do pé-direito: 3 m. 
Taxa de renovação: 30 trocas/hora. 
Pressão total a vencer:  = 500 Pa. 
Eficiência volumétrica dos ventiladores:  = 80%
Eficiência mecânica dos ventiladores:      • Insuflador:  = 70%
    • Exaustor: = 65%
O engenheiro deve calcular a vazão volumétrica nominal (em m³/s) e a potência elétrica mínima (em kW) para cada ventilador. 
Considere as seguintes fórmulas:
Vazão volumétrica real: 
 Vazão volumétrica nominal: 
Potência útil: 
Potência elétrica: 
Com base nos dados, qual é a vazão nominal e a potência mínima exigida de cada ventilador?

Considere-se um orçamento de obra pública em que se aplica, respectivamente, levantamento e quantificação dos serviços, avaliação dos custos unitários e definição da taxa de BDI (Benefícios e Despesas Indiretas) na formação do preço de venda.
Qual etapa corresponde ao cálculo do custo direto com insumos e mão de obra por unidade de serviço?

Em um projeto de sistemas de combate a incêndio de uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico está dimensionando o conjunto motobomba de um sistema de hidrantes. O sistema é composto por uma bomba, tubulações e um reservatório.
Para analisar o impacto de uma eventual expansão do sistema, o engenheiro considera as seguintes relações entre a potência de entrada da bomba  a carga total da bomba  e a vazão volumétrica :
Perda total da bomba é dada por:
A potência de entrada no eixo da bomba é dada por:
Sendo que a perda de carga distribuída na tubulação atende a relação:
A vazão nominal de projeto do sistema é de 25 L/s. Considerando que a vazão do sistema será aumentada para 30 L/s em uma futura expansão, mantendo a mesma bomba e mesma tubulação, e que a eficiência da bomba  permanece aproximadamente constante na vizinhança do ponto de operação, qual será o impacto conceitual no funcionamento da bomba, especificamente em relação à potência de entrada necessária?

Durante a fiscalização da instalação de um sistema de climatização central em um prédio público, o engenheiro mecânico constata que os dutos de insuflamento, já parcialmente instalados, não coincidem com a rota prevista em projeto executivo, devido à interferência com a estrutura metálica da cobertura.
Conforme o Tribunal de Contas da União (2014), o fiscal deve:

Considere-se a implementação de 4D e 5D em um canteiro-tipo.

De acordo com os Guias BIM ABDI-MDIC, a melhor descrição das capacidades e limitações é: