Questão de Engenharia Mecânica — Sistemas Fluidomecânicos — INSTITUTO AOCP 2021

Máquinas de fluxo: turbomáquinas × deslocamento positivo

Gabarito: letra C. Nas máquinas de deslocamento positivo, a transferência de energia ocorre pela variação do volume ocupado pelo fluido confinado — é exatamente o que a alternativa C afirma. As demais alternativas trocam conceitos fundamentais: turbomáquinas térmicas trabalham com fluido compressível (não incompressível), a classificação do turbocompressor está invertida (centrífugo tem escoamento perpendicular ao eixo, axial tem escoamento paralelo), e o turbocompressor é máquina dinâmica, não volumétrica.

O tema central é a classificação das máquinas de fluxo em dois grandes grupos: turbomáquinas (ou máquinas dinâmicas) e máquinas de deslocamento positivo (ou volumétricas). A distinção essencial está no mecanismo de transferência de energia:

• Turbomáquinas: a energia é transferida pela interação entre o rotor (pás) e o fluido em escoamento contínuo. O fluido passa pelo rotor de forma permanente, e a variação de pressão ocorre pela ação dinâmica das pás. Exemplos: bombas centrífugas, turbinas, ventiladores, turbocompressores.

• Máquinas de deslocamento positivo: a energia é transferida pela variação do volume de uma câmara que confina o fluido. O fluido é aspirado, confinado e expelido por redução do volume. Exemplos: bombas de pistão, compressores alternativos, bombas de engrenagens.

A pegadinha da banca está em inverter as características: dizer que turbomáquina térmica usa fluido incompressível (na verdade, máquinas térmicas operam com gases, que são compressíveis), ou classificar o turbocompressor como volumétrico (na verdade, é dinâmico). A alternativa C é a única que descreve corretamente o princípio das máquinas de deslocamento positivo.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que turbomáquinas térmicas operam com fluido incompressível. Erro: turbomáquinas térmicas (turbinas a gás, turbinas a vapor) trabalham com fluidos compressíveis (gases e vapores). Fluido incompressível é característico de turbomáquinas hidráulicas, como bombas e turbinas hidráulicas. A banca trocou o tipo de fluido para confundir.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Inverte a classificação do turbocompressor quanto à direção do escoamento. No compressor centrífugo, o escoamento entra axialmente e sai radialmente (perpendicular ao eixo); no compressor axial, o escoamento é paralelo ao eixo em todo o percurso. A alternativa diz o contrário: afirma que o centrífugo tem escoamento paralelo ao eixo e o axial entra paralelo — exatamente o inverso do correto.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Descreve com precisão o princípio das máquinas de deslocamento positivo: a transferência de energia ocorre pela variação do volume ocupado pelo fluido confinado. É a definição clássica: o fluido é aprisionado em uma câmara cujo volume diminui, elevando a pressão e expelindo o fluido. Exemplos: bombas de pistão, compressores alternativos, bombas de engrenagens.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Chama o turbocompressor de "máquina rotativa volumétrica". Erro: o turbocompressor é uma máquina dinâmica (turbomáquina), não volumétrica. A transferência de energia se dá pela ação das pás sobre o fluido em escoamento contínuo, e não pela variação de volume de uma câmara confinada.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Classifica as bombas centrífugas como máquinas de deslocamento positivo. Erro: bombas centrífugas são turbomáquinas (dinâmicas), pois transferem energia pelo rotor em escoamento contínuo. O exemplo correto de deslocamento positivo seria a bomba de pistão ou de engrenagens. O compressor a pistão, citado na alternativa, é de fato deslocamento positivo, mas a inclusão da bomba centrífuga torna a afirmação incorreta.

Gabarito: letra C