Uma metodologia para ensaio e simulação dos fenômenos de transporte de detergente em lavadoras domésticas de eixo vertical

Abstract

Resumo: O transporte de detergente entre compartimentos e através do tecido durante o processo de lavagem em lavadoras domésticas de carregamento superior (eixo vertical) são estudados no presente trabalho. Uma metodologia experimental foi desenvolvida com o intuito de observar a variação temporal da concentração de detergente em cada compartimento como também numa sonda que simula uma peça real de tecido. Realizou-se um experimento fatorial completo o qual evidenciou que o local de inserção do detergente assim como a velocidade de agitação são os fatores determinantes do processo. Criou-se um modelo transiente global para simular o transporte advectivo-difusivo do detergente. As equações diferenciais ordinárias foram resolvidas numericamente utilizando um algoritmo de incremento de tempo adaptativo. Os parâmetros de fechamento adotados no modelo foram obtidos através dos dados experimentais, o que evidencia o caráter semi-empírico do modelo. As previsões do modelo para a variação temporal da concentração de detergente e os dados experimentais tiveram concordância dentro de uma faixa de incerteza de medição (~15%) para a maior parte dos casos vistos.

Abstract: The detergent transport between the compartments and through the garments during the washing process in household top-load washing machines is investigated. An experimental methodology was put forward for evaluating the time evolution of the detergent concentration in each compartment, and also in a probe enveloped by a cottonlinen that emulates the garments. The experiments were carried out following a full factorial experiment, pointing out the detergent insertion location and the agitation speed as the rate-determining factors. A lumped transient model was advanced for the advective-diffusive transport of detergent. The set of ODEs was solved numerically through an adaptive time-step algorithm. The closing parameters required by the model were reduced from the experimental data, thus providing the model with a semi-empirical character. The model predictions for the time evolution of the detergent concentration and the experimental data agreed to within the range of the measurement uncertainties (~15%) for the cases majority.