洗衣机模型.docx

一: 问题提出: 我国淡水资源有限, 节约用水人人有责,洗衣机在家庭用水中占有相当大的份额, 目前洗衣机已非常普及, 节约洗衣机用水十分重要。假设在放入衣物和洗涤剂后洗衣机的运行过程为: 加水—漂洗—脱水—加水—漂洗—脱水—…—加水—漂洗—脱水(称“加水—漂洗—脱水”为运行一轮)。请为洗衣机设计一种程序(包括运行多少轮、每轮加水量等), 使得在满足一定洗涤效果的条件下, 总用水量最少。选用合理的数据进行运算, 对照目前常用的洗衣机的运行情况, 对你的模型和结果出评价。二: 摘要本课题主要研究洗衣机节水使用的最优化模型, 利用 matlab 得出在洗不同件数衣服时, 加入不同水位的水( 每次洗涤过程中将水加到的一个固定值) 时到达一定洗涤效果时所用的总水量得出在洗涤不同件数时的最小用水量, 在最少用水下洗涤不同件数衣服时加水水位与衣服件数的比值及平均每件衣服用水量, 从而得到洗涤不同件数衣服所消耗水量的最优化模型,并给出每次使用洗衣机的最优洗涤件数。为判断衣服是否洗净, 我们设立两个指标, 一是衣服最后残留的污渍的量, 二是我们每件衣服残留洗衣液的量。要求每件衣服最后残留的污渍小于一定值, 且每件衣服残留洗衣液的量小于一定值。(灵敏度分析) 三: 问题假设(1 )所洗衣服为每件 300g 的衬衫(2 )假设在衣服材质数量,加入水的量相同的情况下洗涤一个流程后排出的水的体积相同(3) 取每件衣服脏物涞源为: 油污、灰尘、汗渍( 每件衣服脏污程度相当)(取连续运动一小时后,随机滴加 5ml 金龙鱼调和油) (4 )脏物对水体积的影响忽略不计(5 )加入脏物质量十分之一的洗衣液能将衣服洗净(6 )每次洗涤有衣服上 90% 污渍溶于水中(7 )在脱水后每件衣服中所剩水体积 四: 符号说明 p: 加入衣服的件数(件); w: 加水水位(L) k1=0: 洗涤脏物轮数(轮) k2=0: 清洗洗涤剂轮数(轮) k :洗涤轮数(轮); m0 :单件脏物的量( g); m :脏物总质量为(g); a :在脱水后每件衣服中所剩水体积(L); aa :在脱水后衣服中所剩水总体积(L); sk :水在第 k 次洗涤后脏物浓度 s(g/l); mk :在第 k 轮洗涤后每件衣服上未溶解污渍量(g) ; ck: 在第 k 轮洗涤后每件衣服上残留水中污渍量;(g) nk :第 k 次洗涤后每件脏衣服上污渍量(g); qpk :第 k 次洗涤每件衣服残留洗涤剂的量(mL); q :洗涤剂的量(mL)( 与p 成正比); qk: 第k 次洗涤后残留洗涤剂的总量(mL) lk: 在第 k 轮洗涤后每洗衣液浓度(g/l); aw :总用水量(L); D :洗衣机加水量下界(L); F :洗衣机加水量上界(L); k=max(k1,k2); m0=50; m=m0*p; a=; aa=a*p; ck=sk*a; mk=(1-d)*mk-1; sk=(d*mk*p-1+sk-1*aa)/w; nk=ck+mk; q=m0/10; qp=q/p; qpk=qk/p; lk=qk/w ; qk=qk-1*aa; aw=w*k-(k-1)*a*p; D=max(ceil(*p),10); F=40; 五: 问题分析与模型六: 模型求解建立 m 文件: % 假设每次洗涤有衣服上 90% 污渍溶于水中% 洗衣机加水量下界 inf/L % 洗衣机加水量上界 sup/L % 脏物对水体积的影响忽略不计% 洗涤剂的加入对水(混合液)的体积的影响忽略不计 K=[]; % 最小总用水时的洗涤次数关于 p,w 的矩阵 AW=[]; % 总用水关于 p,w 的矩阵 O=[]; % 最小总用水关于 p 的矩阵 OP=[]; % 最小总用水下每件衣服用水量关于 p 的矩阵 KM=[]; % 最小总用水时的洗涤次数关于 p 的矩阵 W=[]; % 最小总用水时加水水位关于 p 的矩阵 for p=1:25 inf=max(ceil(*p),10); aw0=inf; for w=inf:40 k=0; % 洗涤轮数 m0=50; % 单件脏物的量 m0/g m=m0*p; % 脏物质量为 m/g a=; % 每件衣服在第 k 次脱水后衣服中所剩水体积为 a/L aa=a*p; % 衣服在第 k 次脱水后衣服中所剩水总体积为 aa/L s=0; % 水中脏物浓度 s(g/l) n=m0; % 每件脏衣服上污渍总量 n/g qp=m0/10;% 每件衣服残留洗涤剂的量 q0/mL q=p*qp; % 洗涤剂的量 q/mL (与 p 成正比) aw=0; % 总用水量 aw/L while n> || qp> k=k+1; s=(s*a