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Problemas Capítulo II



Sección 2.12 CALENTAMIENTO Y VACIADO



2.1. Una cantidad suficiente de cobre puro se va a calentar para fundirse en una gran placa en un molde abierto. La placa tienen las dimensiones L = 0.5 m, A = 0.25 m y P = 0.07 m. Calcule la cantidad de calor que debe añadirse al metal para calentarlo a una temperatura de vaciado de 1100 ºC. Suponga que la cantidad de metalcalentado va a ser 10% mayor que lo que se necesita para llenar la cavidad del molde. Las propiedades del metal son densidad = 8980 Kg/m3, punto de fusión
= 1080 ºC calor específico del metal = 389 J/KgºK en el estado sólido y 376.812

J/KgºK en el estado líquido y el calor de fusión = 186080 J/Kg.



2.2. Un molde tiene un bebedero de colada de longitud = 150 mm. El área de la sección transversalen la base del bebedero es 3 cm2. El bebedero conduce a un canal horizontal que alimenta la cavidad del molde, cuyo volumen es 114 cm3. Determine a) la velocidad del metal fundido que fluye a través de la base del bebedero de colada, b) la velocidad volumétrica de flujo y c) el tiempo requerido para llenar la cavidad del molde.


2.3. El bebedero de colada que conduce al canal de un cierto moldetiene una longitud

= 175 mm. El área de la sección transversal en la base del bebedero es 400 mm2. La cavidad del molde tiene un volumen = 0.001 m3. Determine a) la velocidad del metal fundido que fluye a través de la base del bebedero, b) la velocidad volumétrica de flujo y c) el tiempo requerido para llenar la cavidad del molde.


2.4. La velocidad volumétrica de flujo de un metal fundido quefluye entre la copa de vaciado y el bebedero de colada es de 820 cm3/seg. El área de la sección transversal = 6 cm2, en la parte superior donde la copa de vaciado alimenta al bebedero de colada. Determine qué área debe tener en el fondo del bebedero de colada si su longitud = 20 cm. Se desea mantener un flujo constante entre la parte superior y el fondo, a fin de evitar aspiración del metallíquido.


2.5. Un metal fundido puede verterse en la copa de vaciado de un molde de arena a una velocidad estable de 1150 cm3/seg. El metal fundido inunda la copa de vaciado y fluye en el bebedero de colada. El área de la sección transversal es redonda con un diámetro en la parte superior de 3.5 cm. Si el bebedero tiene 25.0 cm de longitud, determine el diámetro adecuado en su base paramantener la misma velocidad volumétrica de flujo.


2.6. La velocidad de flujo de un metal líquido en el bebedero de colada de un molde es

1000 cm3/seg. El área de la sección transversal en la parte superior del bebedero es 800 mm2 y su longitud = 175 mm. ¿Qué área debe usarse en la base del bebedero para evitar la aspiración del metal fundido?


2.7. En la alimentación de un molde de arena, elmetal fundido puede vaciarse en el bebedero de colada a una velocidad de flujo constante durante el tiempo que toma para llenar el molde. Al final del vaciado, el bebedero está lleno y hay una cantidad despreciable de metal en la copa de vaciado. El bebedero de colada es de 15 cm de longitud. El área de su sección transversal en la parte superior es 5 cm2 y en la
base = 4 cm2. El área de la seccióntransversal del alimentador que conduce al

bebedero también es de 4 cm2 y tiene una longitud de 20 cm antes de conducir a la cavidad del molde, cuyo volumen es 1065 cm3. El volumen de la mazarota localizada a lo largo del alimentador, cerca de la cavidad del molde es 410 cm3. Toma un total de 5.0 seg llenar el molde entero (incluyendo la cavidad, la mazarota, el alimentador y elbebedero). Esto es más que la cantidad teórica requerida e indica una pérdida de velocidad debido a la fricción en el bebedero y
en el alimentador. Encuentre a) la velocidad teórica y la velocidad de flujo en la base del bebedero, b) el volumen total del molde, c) la velocidad real y la velocidad de flujo en la base del bebedero y d) la pérdida de altura en el sistema de vaciado...