洗衣机分析和总结.docx

一、问题重述

洗衣机是目前普及率较高的家用电器，它给人们生活带来了很大的方便。从洗衣机的类型来看，可以分为波轮式洗衣机、滚筒式洗衣机、搅拌式洗衣机等。各厂商也推出了多种具体方案，设计了不同的几何及运转参数，诸如波轮的外形、内筒的内壁形状、旋转方式和转速等。不同设计方案的净衣效能和对衣物的损伤程度各不相同。为了使洗衣机能尽量提高净衣效能，而且能够尽量减小洗涤过程对衣物的机械损伤。建立合理的数学模型，对典型的家用洗衣机进行优化的设计，请说明其工作方式并请给出关键的几何及运转参数。

二、问题分析

首先要设定洗衣机的净衣效能（洗涤率）及洗衣机对衣物的损伤程度（磨损率）相关的标准，然后收集数据。然后分别对波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机的结构和工作原理进行分析，再结合以上数据建立数学模型，对波轮式洗衣机的净衣效能及洗衣机对衣物的损伤程度进行估计。

探讨洗衣机新的洗涤方式，提出一种新型“超声波+气泡”洗衣机的创新设计。

三、符号说明

Y磨损率（％）；P—过滤所得纤维与绒渣的重量 (kg)；Po—额定负载布（标准洗涤物）的重量。R—污染布洗涤后的反射率（％）；r—污染布洗涤前的反射率（％）；Q—原布的反射率（％）。d—被测洗衣机洗净率（％）：

D—参比洗衣机洗净率。

问题假设

四、模型假设

为了更好地得出相关数据，方便后面建立模型，我们将两种洗衣机进行以下假设：两种洗衣机都处于正常工作状态，没有特殊情况发生；所洗的洗涤物都相差无几；洗涤量在两种洗衣机的正常洗涤范围内；用的都是同一种洗涤剂；洗涤时用的水量都一样；洗涤时间一样；不考虑洗衣机的功率；不考虑洗衣机的漂洗和脱水过程。

实验用洗涤物

在洗涤性能检验时，标准规定必须采用标准人工污染布附在标准负载布上用标准的洗涤剂，按规定的浓度在被测洗衣机中洗涤，因此必须首先制备人工污染布。

制备人工污染布选用的布料最好是生产厂未经漂白印染的棉布半成品（经纬纱为21士2支，原布用光电反射率计或白度仪测定的反射率为86%~92%)，将选好的布料用约1％浓度的肥皂水煮0.5h左右进行脱浆预处理，再经漂洗后制成240×250mm大小，仔细熨平，在(105士5)℃的条件下干燥3h，保存在干燥器中待用。制备人工污染布的污染液也有特定的配比要求：

牛脂硬化油（工业用）)1.0~1.2g，要求融点在57℃以上，碘值3以下的，皂化值为190～198。

液体石蜡（化学纯）3.5~3.7g。

炭黑0.8~1.5g，其颗粒的平均大小为295×10-10m；颗粒的平均表面积为94m2/g。含碳量96％以上。

四氯化碳（化学纯）1000g。

在小烧杯中取牛脂硬化油和液体石蜡，加温溶化，再向其中加入炭黑，用玻璃棒搅拌均匀（搅拌时间不少于10min)，然后倒入烧瓶中，称取四氯化碳，将其三分之二放入烧瓶中，用其余三分之一清洗小烧杯中的剩余物，将清洗液倒入同一烧瓶中，搅拌30min左右，即成污染液。

将配制好的污染液倒入搪瓷盘中，侧斜放置在工作台上，把备好的干燥布料一边的两角分别用夹子夹住，手持夹子让布料从污染液中匀速拖过，然后自然凉干，即成污染布。

将制成的污染布裁成120mm×60mm大小，先用肉眼初步检查污染是否均匀一致，剔除污染不均匀的污染布，再用反射率计（或白度仪）测定污染布的反射率，每块污染布各测四点，各测试点反射率值应在20%~30％范围内。

每批污染布应标明制作日期和原布的反射率值。污染布应保存在干燥器内，并存放在0~5℃阴凉处。污染布制成一周后方可使用，存放期超过三个月者，不能再用。

为保证污染布的质量，制作和测定污染布均应在室温（20士5）℃及相对湿度60％~70％的条件下进行。污染液不能混有其他杂物，使用前应充分搅拌摇匀，并立即使用。

洗涤性能检验用的标准洗涤物的布料与污染布的布料使用相同的布号，将制成的污染布钉缝在标准洗涤物上，即成为实用的检验标准洗涤物。这里钉缝污染布的数量、标准洗涤物的规格与洗衣机的洗涤容量间的搭配有特定的要求，具体可参照有关标准。

标准参比机检验洗衣机的洗涤性能，要用标准参比机（作为洗涤标准用机）与被测洗衣机进行比较。参比机的性能要求稳定可靠，在与被测洗衣机相同的条件下试验，并且每次测试的洗净率应在35％~50％的范围内，连续使用三次洗净率的误差应不大于2%。

波轮式洗衣机采用波轮式洗衣机作为参比机，滚筒式洗衣机采用滚筒式参比机。对标准参比机的主要技术参数要求可参照GB4288标准中的规定。

洗净率和洗净比

洗净率

标准洗涤物上的人工污染布在洗涤前后的光反射率是不一样的，据此可以定义出以下被测洗衣机洗净率：D=(R-r)/(Q-r)*1