以煤矿水压三用阀中安全阀为研究对象．借助CFD两相流技术对比分析滑阀式安全阀和针阀式安全阀的气穴特性，研究其压力和气穴分布情况，分析安全阀结构尺寸对改善气蚀破坏的影响，并优化滑阀式安全阀流道的夹角，进一步减小气穴现象的发生。结果表明：相对于针阀式安全阀，滑阀式安全阀受到的气蚀破坏较小，当滑阀式安全阀的流道夹角α=45°时，阀腔的气穴强度最低，气穴面积最小，重要阀口处的最大气相体积分数仅为24．5％。优化后的安全阀能够有效抑制气穴的产生，提高安全阀的安全性能和使用寿命。

以煤矿水压安全阀阀芯为研究对象，通过在阀芯表面设置微造型以改善其润滑特性。采用正交试验方法，选取L16（4 5）标准正交表，设计出16种试验方案，考虑微造型深度、微造型半径、摩擦副间隙、阀芯运动速度和微造型形貌5个因素对微造型阀芯润滑特性的影响。建立微造型阀芯CFD模型，分析阀芯表面压力分布和承载力特性，研究微造型参数对微造型阀芯润滑性能的影响，并确定微造型最优模型。结果表明：阀芯表面微造型能产生动压润滑效果，有助于改善阀芯摩擦磨损问题；由极差分析可知影响微造型阀芯承载力的因素由主到次依次是微造型深度、微造型半径、微造型形貌、摩擦副间隙和阀芯运动速度。由正交试验得出的优选方案比原试验方案的承载力提高22％。