摘要：随着人们对生活需求的不断提高，大家更注重生活品质。洗碗机能够解决人们的洗碗问题，逐渐受到了年轻人的青睐。但是，传统的洗碗机水流系统缺陷造成了清洗不彻底等问题。因此，我们要对水流系统进行结构优化设计。本文将对洗碗机水流系统的设计影响因素、结构优化设计等相关内容进行分析，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。
关键词：洗碗机；流水系统；影响因素；优化设计
1.前言
随着洗碗机的普及，人们对洗碗机的要求也不断提高。洗碗机中水流系统是关键的部位，直接对洗碗机的清洁、能耗等有重要的影响作用。通过对水流系统的优化设计，能够提高洗碗机的性能，更好地为顾客带来清洁服务。
2.洗碗机洗涤系统设计影响因素
2.1喷淋系统
作为洗碗机的主要功能组件，喷雾系统直接影响洗碗机的清洁性能。喷雾系统通常由喷雾臂，内部水管，转向阀，水杯和清洗泵组成。喷臂类型包括旋转喷臂，局部增强的喷臂和定位喷臂。其中，旋转喷雾臂被广泛使用。旋转喷水臂的作用原理是通过水流反向作用，产生动力驱动喷水臂，进而实现水流的转动实现清洁作用。喷水孔的角度会对喷水方向以及旋转臂的转动方向和速度产生影响。喷孔在实际的作业过程中也会对泵的作用压力产生影响，并决定清洗泵的流量特性。曲线上的实际工作点会影响水流的流量和速度。
2.2碗篮搁架（装载系统）
篮架是为碗碟提供放置和支撑并容纳碗碟的组件。篮架设计不良会导致碗碟和篮子不匹配以及碗碟清洁不彻底。影响碗碟架清洁性能的主要因素是碗碟架的间距，角度，高度和位置。碗和盘子等不同类型的餐具对角度和高度的要求不同。
2.3过滤系统
过滤系统主要由平板过滤器，粗过滤器和微过滤器组成，主要减少二次污染并影响清洁性能。交叉污染是指污染物通过过滤系统进入喷雾系统，并用洗涤水喷雾其他餐具。过滤器系统主要影响清洁性能，例如微过滤器滤网的尺寸和流通面积，扁平过滤器表面的光滑度以及过滤器的清洁方法。
2.4进排水系统
进排水系统由进水阀，呼吸器，软水器，排水泵和单向阀组成，主要向洗碗机提供清洁的洗涤水和排水。自来水通过水阀，通风机和软水器进入洗碗机内部。软水器中的树脂引起钙和镁离子之间的取代反应，从而改善水质并降低水硬度。它提供了改善清洁性能的基本条件。清洁后，排污泵将洗碗机的水排干，并在排水管上安装了一个单向阀，以防止污水倒流到喷淋系统中，并防止由于二次污染而导致清洁性能下降。
2.5洗涤程序（时序）
清洁程序包括清洁台设置/分类，加热温度水平和清洁剂添加时间。影响清洁程序清洁性能的因素主要包括清洁阶段设置。洗涤阶段通常分为预洗涤，主洗涤，漂洗（冷漂白，热漂白）和干燥阶段。
2.6洗涤剂
洗涤剂通常分为三种，即洗涤粉，洗涤液和洗涤块。其中，对清洁性能影响最为关键的就是洗涤剂的量和成分构成。要实现完全彻底清洗也要做好程序的控制。
3.流水系统结构优化设计
优化设计最为重要的一步就是将工作转化成数学形式进行处理。通过数学模型的建立解决优化设计工作。为此，我们首先要考虑的就是设计的变量以及优化后的数值等。简言之，就是要确定目标。通过对设计变量、约束条件和目标函数这三个基本的要素进行确定后，才能进行结构的优化设计。
3.1设计变量
设计变量是在设计过程中需要调整的独立参数，并且预先确定的参数称为设计常数。
设计变量的数量称为优化问题的维度。设计空间的尺寸也代表了设计的自由度。设计变量越多，设计自由度就越高，选择就越多，设计灵??活性就越强。但是，解决方案越复杂，难度越大。设计变量分为连续变量和离散变量。产品设计中的大多数设计变量是连续变量，但是产品设计中有一些设计变量是离散的设计变量，例如齿轮系数，轴承内径和弹簧。对于离散设计变量（例如螺距），当前的常规做法是在优化过程中将这些离散设计变量视为连续变量，这是在优化过程完成之后实现的最大优势。通过将最佳离散点与相邻离散点的目标值进行比较来确定最佳离散点。
3.2目标函数
目标函数，也称为评价函数，是评估设计计划优劣的标准，反映了设计师追求最佳产品指标的设计意图。目标函数代表设计中的特定项目或某些最重要的特征，例如产品重量，体积，刚度、变形、承载力、功耗、产量、成本、运动误差、动态特性或其他指标等。最佳设计是设计变量的优化，以便目标函数达到其最佳值。目标函数和设计变量值之间存在特定的函数关系。尽管这种关系不是一对一的对应关系，但是一组已知的设计变量唯一地确定了设计空间中的目标函数值和设计点。根据设计特征的数量，目标函数可以分为单目标函数和多目标函数。多目标优化设计问题在优化设计中更为常见，因为单个目标函数受一侧限制，因为它仅反映产品设计中的多个指标之一。功能越客观，考虑的设计指标就越多，总体设计效果越好，但解决方案越复杂。
3.3约束条件
目标函数的值与设计变量紧密相关。但是，设计变量的变化也是要有一定的标准。大部分的问题要满足设计的特定要求或者条件。设计变量的条件是构成变量值的基础和关键。根据变量的限制条件，进行系统的各种优化，包括形状优化、尺寸优化等。这种方法在产品的全过程设计生产中应用广泛。根据优化概念对设计参数向设计人进行反馈，并做好数据的调整和优化。如果设计的方案不满足要求，还可以进行进一步细化，直到得到最优方案为止。
3.4设计思路
在喷雾洗碗技术中，洗碗机使用电动机来驱动水泵，从而以恒定的压力从喷洒臂喷洒洗净水，并且喷洒的水流机械地影响洗碗的表面。表面的油渍起化学去污作用，热水起浸渍和软化作用。这三个物理和化学功能共同作用，可以分解，去除碗碟上的油渍和残留物，并达到清洁碗碟的目的。可以看出，清洗能力直接关系到出口水的流动角度，冲洗时间以及能量和水量。商用洗碗机洗涤和漂洗系统的优化设计的主要思想是喷淋系统的结构，管道尺寸，出口尺寸，出口角度和其他参数，前提是要满足低能耗和安全性要求，使得洗碗机更加高效，卫生且方便。
3.5洗碗机喷淋结构优化设计过程
鉴于上述情况，优化了清洁管的开口角度，并且通过改变清洁管的开口角度解决了水偏转的问题。管子上6个出口的倾斜角度设计为0→5→10→15→20→25度。从模拟分析的结果来看，虽然纠正了水流的漂移现象，但张开角度相当大，右侧的水柱似乎偏向右侧，因此可以适当调节出水口的角度。基于以上分析结果，再次校正上述结构的出射角，并将出射角校正为0→10→12.5→15→17.5→20度。根据速度矢量图，效果显着，这与我们需要的水射流垂直射流要求一致。由以上比较可知，在优化清洁结构之前，水流集中在左侧，这不利于清洁，导致某些地方清洁不佳，优化结构根据左偏移校正，纠正过大，发生喷嘴喷射偏右边，但仍未达到我们的预期目标。基于此，进一步优化了出射角，并获得了最合理的构造。这种结构的水流被垂直均匀地喷涂，具有最佳的喷涂效果。
4.结束语
总之，通过优化设计，对洗碗机水流系统的结构设计进行了优化，针对存在的缺陷进行了针对性的改进，大大提高了流水系统的清洗效果，为顾客提供更好的使用体验。
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