A fundição de metal derretido é importante em muitos processos industriais. A moldagem por centrifugação é usada para a fabricação de tubos, rolamentos e muitas outras estruturas. Uma variedade de técnicas sofisticadas tem sido inventada, mas a ideia básica é ilustrada na Figura P3.26. Um compartimento cilíndrico é girado rápida e firmemente sobre um eixo horizontal. O metal derretido é derramado dentro do cilindro rotativo e, em seguida, resfriado, formando o produto acabado. Girar o cilindro a uma alta taxa de rotação força a solidificação do metal fortemente para o exterior. As bolhas são deslocadas em direção ao eixo, de modo que espaços vazios indesejáveis não estarão presentes na fundição. Às vezes é desejável formar uma moldagem composta, como um rolamento. Nela uma superfície exterior de aço forte é derramada e, em seguida, dentro dele um revestimento especial de metal de baixo atrito. Em algumas aplicações, a um metal muito forte é dado um revestimento de metal resistente à corrosão. A fundição por centrífuga resulta em forte ligação entre as camadas.

Suponha que uma manga de cobre de raio interno de 2,10   c m e 2,20   c m de raio externo esteja para ser fundida. Para eliminar bolhas e dar elevada integridade estrutural, a aceleração centrípeta de cada pedaço de metal deve ser de pelo menos 100 g . Qual taxa de rotação é necessária? Indique a resposta em rotações por minuto.

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

a c = v 2 r

Seja f a taxa de rotação. Cada revolução carrega cada pedaço de metal através da distância de 2 π r ,   então  v = 2 π r f e,

a c = v 2 r = 4 π 2 r f 2 = 100 g

Passo 2

Um raio menor implica menor aceleração. Para atender ao critério de cada pedaço de metal consideramos o raio mínimo:

f = 100 g 4 π 2 r 1 2 = 100 ⋅ 9.8 m s 2 4 π 2 0.021 m 1 2

= 34.4 1 s 60 s 1 m i n = 2.06 × 10 3 r e v m i n

Resposta

2.06 × 10 3 r e v m i n

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