Regla de Chvorinov

La regla de Chvorinov es una relación matemática formulada por el ingeniero checoslovaco Nicolas Chvorinov en 1940​ que, en procesos de fundición metalúrgica, relaciona el tiempo de solidificación de una pieza con su volumen y superficie. Cuantifica la experiencia empírica de que a iguales condiciones externas, la pieza con mayor superficie y menor volumen se enfriará más rápidamente que otra con menos superficie y mayor volumen. La relación puede escribirse como:​

$t=B\left({\frac {V}{A}}\right)^{n}$

donde:

• t es el tiempo de solidificación,
• V es el volumen de la pieza,
• A es la superficie de la pieza en contacto con el molde,
• n es una constante (según Askeland,normalmente 2; sin embargo Degarmo la establece entre 1,5 y 2​​), y
• B es la constante del molde. Esta última constante depende de las propiedades del metal (densidad, capacidad calorífica, calor de fusión) y del molde, como temperatura inicial, densidad, conductividad térmica, capacidad calorífica y grosor de pared. Las unidades de B son tiempo por unidad de área, por ejemplo $min/cm^{2}$.​

B, puede ser calculada según la siguiente relación:

$B=\left[{\frac {\rho _{m}L}{\left(T_{m}-T_{o}\right)}}\right]^{2}\left[{\frac {\pi }{4k\rho c}}\right]\left[1+\left({\frac {c_{m}\Delta T_{s}}{L}}\right)^{2}\right]\left({\frac {1min}{60s}}\right)\left({\frac {1m^{2}}{10,000cm^{2}}}\right)$

donde:

• T_m = temperatura de fusión o solidificación del líquido (en Kelvin)
• T_o = temperatura inicial del molde (en Kelvin)
• ΔT_s = T_vertido − T_m = sobrecalentamiento (en Kelvin)
• L = calor latente de fusión (en [J.kg^-1])
• k = conductividad térmica del molde (en [W.m^-1.K^-1)])
• ρ = densidad del molde (en [kg.m^-3])
• c = calor específico del molde (en [J.kg^-1.K^-1])
• ρ_m = densidad del metal (en [kg.m^-3])
• c_m = calor específico del metal (en [J.kg^-1.K^-1])

Es muy útil para el diseño de mazarotas. Determinar si una mazarota solidificará antes que la pieza, ya que si esta solidifica antes deja de cumplir su función.​

Véase también

• Crisol.
• Fusor.
• Mazarota.

Bibliografía

• Askeland, Ronald R., and Phule, Pradeep P. Essentials of Materials Science and Engineering. Thomson, Ontario, Canadá: 2004.
• Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9th edición), Wiley, ISBN 0-471-65653-4 ..

• Datos: Q3932112