في غسالة الصحون أو الغسالة يكون الأداء محصّلةَ أربعة متغيرات: درجة الحرارة، والكيمياء، والزمن، والفعل الميكانيكي. أما الجانب الذي يستطيع التصميم ضبطه ويُسهم فيه التحليل مباشرةً فهو الفعل الميكانيكي.
غسالة الصحون: تغطية الرش
تصطدم نفاثاتُ الأذرع الدوّارة بالأسطح فتُزيح الأوساخ. والسؤال الحرج هو أيُّ الأسطح يبقى تحت نفاثة، وكم من الوقت.
والصعوبات:
- التظليل. الصحن الأمامي يحجب الذي خلفه. فهندسةُ السلة ونمطُ التحميل جزء من الأداء.
- سرعة دوران الذراع. الذراع الأبطأ يمكث أطول عند كل نقطة لكنه يُتمّ دورته متأخرًا. والأمثل بينهما.
- نمط الثقوب. عددُ الثقوب وقطرُها وزاويتُها تحدد التدفق وشدةَ الارتطام معًا. وزيادةُ الثقوب تعني طاقةً أقل لكل نفاثة.
- درجة حرارة الماء والرغوة. تؤثران في تشتت النفاثة قبل بلوغ الهدف.
والنفاثةُ المصطدمة بسطحٍ هي مباشرةً مسألة نفاثة صادمة — غير أن المطلوب هنا إجهاد القص بدل انتقال الحرارة.
الغسالة: آلية مختلفة
هنا لا يأتي التنظيف من النفاثات بل من رفع الحلّة للغسيل وإسقاطه، ومن مرور محلول المنظّف عبر النسيج. وسؤالُ التحليل يتعلق أكثر بـانتظام الابتلال وبدوران الماء: هل يبتلّ الغسيلُ كله بالقدر نفسه، وهل يصل المنظّف إلى كل موضع؟
وكتلةُ الغسيل وسطٌ مسامي يقاوم الجريان ويحتجز الماء؛ ومع ارتفاع نسبة التحميل يصعب الدوران وينخفض الأداء.
النمذجة
في المسألتين سطحٌ حر، وكلتاهما عابرة. انظر ملاحظة الجريان متعدد الأطوار. وتستلزم ذراعُ الرش والحلّة نهج الحدود المتحركة.
والمُخرَج المطلوب ليس رقمًا واحدًا بل خريطة تغطية متراكمة على الأسطح: أي مجموع الفعل الميكانيكي الذي يتلقاه كل سطح على امتداد البرنامج.
المراجع
- Hirt, C. W. & Nichols, B. D. (1981). Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. Journal of Computational Physics, 39(1), 201–225. DOI: 10.1016/0021-9991(81)90145-5
- Ergun, S. (1952). Fluid flow through packed columns. Chemical Engineering Progress, 48(2), 89–94.