EJERCICIO FUNDICION DE METALES.

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PROFESOR: GARCIA NAVA ROMAN

PROCESO DE FUNDICION

GUADALUPE MACIEL ARENAS CONTRERAS

RAMOS LOPEZ ERNESTO

6 II

06/04/2016

PROBLEMA PLANTEADO

En un proceso de manufactura (en particular de fundición) se tiene una ecuación de conservación de energía dada por la relación:

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Si v << ocurre congelamiento antes de que el molde se llene completamente

Si v >> el molde erosiona y aumenta inclusiones

• Realice un análisis dimensional
• Que indica cada termino
• Porque no existe una energía de bombeo
• Que hacer para mejorar un proceso de manufactura, la fundición en base a la

MARCO TEORICO

La fundición es un proceso en el cual se hace fluir metal fundido dentro la cavidad de un molde, donde solidifica y adquiere la forma del molde. Es uno de los procesos más antiguos de formado que remonta 6 mil años atrás y son muchos los factores y variables que debemos considerar para lograr una operación de fundición exitosa.

Los procesos de fundición del metal se dividen en dos categorías de acuerdo al tipo de moldes

 1) moldes desechables y

2) moldes permanentes.

En las operaciones de fundición con molde desechable, éste se destruye para remover la parte fundida, como se requiere un nuevo molde por cada nueva fundición, las velocidades de producción son limitadas, ya que se requiere más tiempo para hacer el molde que para la fundición en si, sin embargo, para ciertas partes se pueden producir moldes y fundiciones a velocidades de 400 partes por hora o mayores. En los procesos de moldeo permanente, el molde se fabrica con metal (u otro material durable) que permite usarlos en repetidas operaciones de fundición.

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ANALISIS DIMENSIONAL E INDICACION DE CADA TÉRMINO.

Para desarrollar la operación de fundición, el metal se calienta hasta una temperatura ligeramente mayor a su punto de fusión y después se vacía en la cavidad del molde para que se solidifique. Se usan varias clases de hornos, para calentar el metal a la temperatura necesaria. La energía calorífica requerida es la suma de

1) calor para elevar la temperatura hasta el punto de fusión,

 2) calor de fusión para convertir el metal sólido a líquido y

3) calor para elevar al metal fundido a la temperatura de vaciado.

Ecuación 1:

H = ρV{CS (Tm −To ) + H f +Ct (Tp −Tm )}

Dónde:

 H = Calor requerido para elevar la temperatura del metal a la temperatura de fusión, (J)

ρ = Densidad, (Kg/m 3 )

Cs = Calor específico del material sólido, (J/Kg ºC)

Tm = Temperatura de fusión del metal, (ºC)

T0 = Temperatura inicial, generalmente la ambiente, (ºC);

H f = Calor de fusión, (J/Kg)

Ct = Calor específico en peso del metal líquido, (J/KgºC)

 Tp = Temperatura de vaciado, (ºC)

 V = Volumen del metal que se calienta, (m 3).

Ecuación 2:

Varias relaciones gobiernan el flujo del metal líquido a través del sistema de vaciado y dentro del molde. Una relación importante es el teorema de Bernoulli, el cual establece que la suma de las energías (altura, presión dinámica, energía cinética y fricción) en dos puntos cualquiera de un líquido que fluye es igual. Esto se puede escribir en la siguiente forma:

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Dónde:

 h = Altura, (m)

P = Presión en el líquido, (N/m 2 )

ρ = Densidad, (Kg/m 3 )

v = Velocidad de flujo en (m/seg)

g = Constante de la aceleración gravitacional, (9.81 m/seg 2 );

 F = Pérdidas de carga debidas a la fricción, (metros).

Los subíndices 1 y 2 indican los dos puntos cualesquiera en el flujo del líquido.

Despeje de ecuación

La ecuación de Bernoulli se puede simplificar de varias maneras. Si ignoramos las pérdidas por fricción (de seguro, la fricción afectará el flujo del líquido a través del molde de arena) y asumimos que el sistema permanece a presión atmosférica en toda su extensión, entonces la ecuación puede reducirse a:

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La cual puede usarse para determinar la velocidad del metal fundido en la base del bebedero de colada. Definamos un punto (1) en la parte superior del bebedero y un punto (2) en la base. Si el punto (2) se usa como referencia, entonces la altura en ese punto es cero ( 0 h2 = ) y 1 h es la altura (longitud) del bebedero. Cuando se vierte el metal en la copa de vaciado y fluye hacia abajo, su velocidad inicial en la parte superior es cero (v1 = 0).

Entonces la ecuación anterior se simplifica a:

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Que se puede resolver para la velocidad del flujo:

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Ecuación 3:

Otra relación de importancia durante el vaciado es la ley de continuidad, la cual establece que la velocidad volumétrica del flujo permanece constante a través del líquido. La velocidad del flujo volumétrico m 3 /seg es igual a la velocidad multiplicada por el área de la sección transversal del flujo líquido. La ley de continuidad puede expresarse como:

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Dónde:

Q = Velocidad de flujo volumétrico, (m 3 /seg);

 v = Velocidad, (m/seg);

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