Pressão Metalostática
Calcula a pressão metalostática exercida pelo metal líquido no fundo de um molde, P = ρ × g × h, a partir da densidade do metal líquido ρ (kg/m³), da gravidade g e da altura da coluna de metal h (m). O resultado, em pascals, é a pressão que o metal fundido exerce sobre as paredes e o fundo do molde devido ao seu próprio peso — análoga à pressão hidrostática, mas com a alta densidade dos metais. É essencial para dimensionar a resistência do molde (que pode 'estourar' ou deformar sob pressão), prever a flutuação de machos e a penetração de metal em frestas. Metais densos (ferro, ~7000 kg/m³) geram pressões altas. Informe a densidade do metal e a altura da coluna.
Resultado
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Pressão metalostática
Quando um molde está cheio de metal líquido, esse metal — por ser denso e pesado — exerce pressão sobre as paredes e o fundo do molde, exatamente como a água numa represa exerce pressão hidrostática. É a pressão metalostática: P = ρ × g × h, onde ρ é a densidade do metal líquido (kg/m³), g a gravidade e h a altura da coluna de metal acima do ponto considerado (medida do nível do metal na bacia de vazamento até o ponto). A diferença para a água é a densidade: metais líquidos são muito densos (ferro fundido ~7000 kg/m³, sete vezes a água; cobre ~8000; chumbo ~10.700), então geram pressões consideráveis mesmo com colunas modestas. Essa pressão tem várias consequências práticas que o fundidor deve dominar. Resistência do molde: o molde de areia (ou a caixa que o contém) precisa suportar a pressão sem se deformar, romper ('estourar') ou permitir que o metal escape pelas juntas (rebarbas) — por isso caixas de moldagem são travadas e às vezes lastradas com peso por cima. Flutuação de machos: os 'machos' (peças de areia que formam furos e cavidades internas) são menos densos que o metal e tendem a flutuar e se deslocar sob a pressão metalostática (o empuxo de Arquimedes com metal!), exigindo ancoragem firme. Penetração de metal: a pressão força o metal líquido a penetrar nos poros e frestas da areia, causando defeitos de superfície rugosa. Alimentação: a própria pressão da coluna de metal no massalote é o que empurra metal para dentro da peça durante a contração. Calcular a pressão metalostática máxima (na base do molde, com a coluna cheia) é essencial para dimensionar a robustez do molde e o lastro. Informe a densidade do metal e a altura da coluna.
Ferramentas Relacionadas
Tempo de Solidificação (Chvorinov)
Calcula o tempo de solidificação de uma peça fundida pela regra de Chvorinov, t = B × (V ÷ A)², a partir da constante do molde B (min/cm², que depende do material do molde e do metal) e da razão entre o volume V e a área superficial A da peça. O resultado, em minutos, é o tempo que o metal leva para solidificar completamente. A regra mostra que peças com maior razão volume/área (mais 'maciças') solidificam mais devagar — princípio fundamental do projeto de fundição: os massalotes (reservatórios de metal) devem ter módulo maior que a peça para solidificar por último e alimentar a contração. Informe a constante do molde, o volume e a área da peça.
Tempo de Enchimento do Molde
Calcula o tempo de enchimento de um molde de fundição, t = V ÷ Q, dividindo o volume da cavidade V pela vazão de metal Q do sistema de canais. O resultado, em segundos, é o tempo para preencher completamente o molde com metal líquido. É um parâmetro crítico: enchimento lento demais permite que o metal esfrie e solidifique antes de preencher tudo (defeito de junta fria, falta de enchimento), enquanto rápido demais causa turbulência, aprisionamento de gases, erosão do molde e inclusões. O tempo ótimo depende do peso e da espessura da peça e do metal. Dimensionar o sistema de canais para o tempo correto é central no projeto de fundição. Informe o volume da cavidade e a vazão.
Taxa de Deposição (Soldagem)
Calcula a taxa de deposição de uma soldagem, dividindo a massa de metal depositado pelo tempo de arco aberto, resultando em kg/h. É um indicador central da produtividade do processo: processos como arco submerso e MIG/MAG têm taxas muito maiores que o eletrodo revestido. Combinada com o fator de operação (tempo real de arco), estima a produção de uma junta. Informe a massa depositada e o tempo de arco.
Altura Característica de Janssen
Calcula a altura (ou profundidade) característica de Janssen de um silo, z₀ = D ÷ (4·μ·K), a partir do diâmetro D, do coeficiente de atrito produto-parede μ e da relação de pressão lateral K. A altura característica é um parâmetro que governa a rapidez com que as pressões em um silo se aproximam de seu valor assintótico (limite): na equação de Janssen, ela é a profundidade na qual a pressão atinge cerca de 63% (1 − 1/e) do valor máximo. Profundidades de algumas vezes z₀ já praticamente atingem a pressão limite. Conceitualmente, z₀ indica o quão 'fundo' o silo precisa ser para que o efeito de atrito de parede domine: silos com z₀ pequeno (diâmetro pequeno, atrito alto) atingem rapidamente o regime de pressão constante e comportam-se como silos esbeltos (tall); silos com z₀ grande (diâmetro grande) demoram a saturar e comportam-se mais como silos baixos (squat), em que boa parte do peso ainda chega ao fundo. A altura característica é, portanto, uma medida natural da 'escala vertical' do comportamento de pressões do silo, útil para classificá-lo e para entender seu perfil de carregamento. Informe o diâmetro, o coeficiente de atrito e a relação de pressão lateral.
Área do Canal de Vazamento
Calcula a área da seção do canal de vazamento, A = Q ÷ v, dividindo a vazão de metal desejada Q pela velocidade do metal v. O resultado, na unidade de área coerente (cm²), é a seção transversal que o canal de descida (ou ataque) deve ter para entregar a vazão necessária na velocidade calculada. É a aplicação da equação da continuidade ao sistema de canais da fundição. O dimensionamento correto das áreas dos vários elementos do sistema (bacia, descida, distribuidor, ataques) controla a vazão, a velocidade e o regime de escoamento do metal, evitando turbulência e garantindo enchimento adequado. As proporções entre as áreas definem o tipo de sistema (pressurizado ou despressurizado). Informe a vazão e a velocidade.
Calculadora pressao de coluna por profundidade no mar
Calcula pressao hidrostatica em uma coluna de agua salgada em metros de profundidade somando pressao atmosferica e densidade da agua do mar tipica.
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