全自動毛豆清洗機是農產品加工領域的關鍵設備，其核心功能是通過水流作用去除毛豆表面的泥沙、雜質及殘留農藥，同時避免毛豆莢破損（破損率需控制在5%以內）。

結構與流場作用原理

全自動毛豆清洗機的核心工作區域為清洗槽，典型結構包括進水系統（含布水管、噴嘴）、攪拌系統（如旋轉毛刷、攪拌槳）、輸送系統（網帶或刮板輸送機）及排水系統（濾網、集水槽），其清洗過程依賴“水流沖刷”“機械摩擦”“浮力分離”三重作用，其中水流場的分布直接決定清洗效果：

水流沖刷：高壓噴嘴或布水管噴出的水流形成高速射流，直接沖擊毛豆表面，通過剪切力剝離附著的泥沙與雜質；

機械摩擦：攪拌槳旋轉帶動水流形成漩渦，使毛豆在水流中發生翻滾、碰撞，通過豆莢間的摩擦及與毛刷的摩擦進一步去除頑固雜質；

浮力分離：清水流經清洗槽時，密度較大的泥沙（密度約2.6g/cm3）在重力作用下下沉至槽底，隨排水排出；密度與水接近的毛豆（帶莢毛豆密度約1.05-1.1g/cm3）懸浮于水流中，隨輸送系統前移，實現“固液分離”。

從流體力學角度，清洗槽內的水流場屬于非穩態湍流流場（雷諾數Re＞4000），流場特性受設備結構（如噴嘴角度、攪拌槳轉速、槽體形狀）、操作參數（如進水流量、水壓）及毛豆物料特性（如粒徑、堆積密度）共同影響。流場模擬的核心是通過求解Navier-Stokes方程，耦合RNG k-ε湍流模型（適用于高雷諾數湍流），模擬水流的速度分布、壓力分布及湍流強度分布，為優化提供量化依據。

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