杏为新疆主要特色林果品种之一,因其营养丰富又兼具药用价值,深受广大人民喜爱。鲜食杏一般采摘后直接装箱进入市场,但由于新疆少雨且沙尘天气较多,采摘后的鲜杏表面附有大量沙尘颗粒,严重影响鲜杏的外部品质。目前针对水果的清洗方式以水洗为主,但鲜杏经水洗后表面蜡质层容易被破坏,大大增加了其在运输、储存过程中的变质率,进而对果农和果商造成巨大的经济损失。本文为解决鲜杏表面灰尘清洗问题,提出针对鲜杏田间装箱前的无水清洗方案,即利用高压空气射流完成对鲜杏的清洗,既节约了宝贵的淡水资源又可降低鲜杏二次污染的风险。喷嘴为无水清洗装置中的关键部件,选择较优的喷嘴结构类型对提高喷嘴的工作效率具有十分重要的意义。本研究运用CFD技术对不同结构喷嘴的内外流场进行数值模拟分析,确定了无水清洗喷嘴的较优结构,搭建了鲜杏无水清洗喷嘴测试平台并进行试验验证,试验测试结果与仿真结果一致,验证了仿真结果的正确性。主要研究工作如下:1、查询并调研目前常用水果清洗喷嘴的形状,结合鲜杏物料特性确定喷嘴的参数尺寸,喷嘴入口直径统一设计为6mm,喷嘴长度为20mm,喷嘴入口、出口均为圆形截面。2、基于CFD技术对四种不同结构类型喷嘴内外流场进行模拟分析,确定鲜杏无水清洗工作截面为距喷嘴出口280mm处直径为60mm的圆形截面。确定柱锥形喷嘴为本文较优喷嘴,工作截面内的平均速度为24.12m/s,其次分别为柱流喷嘴、扇形喷嘴和柱扇形喷嘴。3、根据试验要求,搭建集气动系统、控制系统、输送机构和执行机构于一体的喷嘴测试平台。为验证仿真结果的可靠性,本文基于喷嘴测试平台分别对四种喷嘴进行喷嘴感压测试试验和喷嘴无水清洗效果测试试验,无水清洗率利用图像处理技术计算获得。其中柱锥形喷嘴感压总面积最大(142mm2)、应力最为集中(大于0.14Mpa应力分布面积为27mm2),且平均无水清洗率最大(93.55%),试验测试结果与仿真结果一致,验证了仿真结果的正确性。4、经对四种喷嘴研究发现,喷嘴的收口角度为喷嘴工作性能的重要影响因素。为确定柱锥型喷嘴较优收口角度,本文利用CFD技术对柱锥型喷嘴的收口角度进行了研究。研究表明:外流场气流速度随着收口角度的增大而增强;入口速度为80m/s,当收口角度为30°时,无水清洗工作截面的气流速度超过鲜杏表皮所能承受最大速度;收口角度为15°时,工作截面平均气流速度可达32.35m/s,且其速度不均匀系数最小。故本文柱锥形喷嘴的较优收口角度为15°。5、本研究的结果可以为今后鲜杏无水清洗喷嘴的设计和优化提供一定的理论依据。