风机叶轮是吸油烟机的核心部件,每次吸油烟机的更新换代都离不开多翼风机叶轮结构改型,因而对叶轮结构参数的优化对吸油烟机的风量、风压等性能指标的改善提升有着重要意义。本文利用CFD方法结合正交表对吸油烟机用多翼叶离心风机叶轮的关键参数进行优化,计算了多个工况点的值,并且将仿真结果与试验结果进行了对比,验证了模型的可靠性,为后续方案改进评估提供依据,随后以全压为优化目标,选定叶轮4个关键参数,并利用正交法生成了叶轮参数组合,通过仿真计算及对结果的极差法分析,得出了相对最优组合,绘制了P-Q曲线,并且加工了优化前后的实物叶轮,进行了风量风压测试,测试结果与仿真结果趋势一致,整体性能数据比较吻合,达到了既定的优化目标,同时验证了仿真结果的可靠性。本研究方法可快速准确获得最优方案,对类似产品的设计具有借鉴

离心泵轴向力是影响设备安全运行的重要因素，准确测试其轴向力对泵组安全管理运行及故障诊断具有重要的意义.为实现泵组轴向力的精确测量，本文设计了轴向力测试系统，采用正交试验和有限元分析方法得到了内置式轴向力测试弹性元件最优结构，结合SRSS3-1应力在线检测仪设计了测试电路系统和标定装置，并进行了静态标定及误差分析，得到了F-ε标定曲线，同时测试了多台离心泵在变工况下的轴向力，证明了该测试系统具有较高的稳定性和可靠性，表明本文具有较高的经济使用价值和理论意义，为工程机械的轴向力测量及研究提供了参考。

针对影响往复迷宫压缩机密封性能因素，探究迷宫密封泄漏量与影响因素之间的关系。本文结合FLUENT软件中的动网格技术和正交试验法，对影响迷宫密封泄漏量的关键参数进行对比分析［1，2］，从而获得该模型的最优方案，通过模拟仿真和理论计算验证其正确性。结果表明：迷宫密封参数对泄漏量的影响程度的大小顺序为：密封间隙、进出口压比、空腔深度、活塞速度，该模型的最优方案为间隙0.3mm、进出口压比3、空腔深度1.0mm、活塞速度5m/s。

针对微型离心泵设计时缺乏理论公式指导的问题，采取基于权矩阵分析的多目标正交试验方法，进行微型泵叶轮设计参数优化研究。采用CFD 方法对正交试验方案进行数值模拟，并根据模拟结果计算出影响扬程、效率和功率3 种考察指标的各因素各水平的权重值大小，确定离心泵叶轮的优化方案。比较优化方案和原方案的内外特性，结果发现，在设计工况下，优化方案的效率提高约10%，功率下降56% 以上。该方法为后续微型离心泵优化设计提供了理论基础。

机械密封是航空航天涡轮泵系统的核心基础元件,其密封性、可靠性和耐磨性不仅取决于密封的结构设计,而且取决于密封端面摩擦副材料的配对。为最大程度地实现密封摩擦副材料的国产化,开展国产典型石墨密封环的摩擦磨损特性研究具有重要意义。通过选取国内三大石墨生产商出品的空天领域常用典型石墨(编号分别为1^#、2^#和3^#)与9Cr18钢配副进行干磨条件下的试验测试,基于正交试验方法,通过改变线速度、端面比压和硬环表面粗糙度,使用UMT-Ⅲ摩擦磨损试验机对比分析了配对摩擦副的摩擦磨损特性。结果表明,该配对副适用于大PV值的工况条件,摩擦线速度是影响配对副综合摩擦学特性的主要因素。当材料选用1^#石墨,转速为750r/min、端面比压为1.77MPa、钢盘表面粗糙度Ra=0.2μm时,配对副的综合摩擦学特性最佳。

叶轮和蜗壳是多翼离心风机的核心部件,其结构参数和相互匹配关系对风机的气动性能有着重要的影响。本文基于正交试验的方法,通过方差分析,确定了叶片出口角β2、叶轮切割深度H、蜗壳偏移量L这3个参数以及交互作用对多翼离心风机气动性能的影响程度,以最大静压为主要的优化目标对风机气动性能进行优选。研究结果表明:蜗壳偏移量L对风机的气动性能影响程度最大,优选后风机与原机相比,其最大静压提高了31.6%,最大流量增加了0.3 m^3/min。

为研究油封唇口结构参数对接触压力大小及分布的影响,以规格为φ35 mm×φ20mm×7 mm的内包骨架油封为对象,采用有限元ANSYS软件模拟油封与轴的接触获得唇口接触压力;基于正交试验法的原理,研究前唇角α、后唇角β、弹簧偏移量r、弹簧刚度k和过盈量δ等结构参数对唇口接触压力的影响。极差分析结果表明,唇口参数影响最大接触压力位置和径向力的主次顺序分别是:δ>β>α>k>r,δ>k>r>β>α;并获得了唇口参数以最大接触压力位置接近0.7和最小径向力为目标的最优水平组合。

为了提高液环真空泵的水力性能,改善其内部流动状态,运用正交试验结合数值模拟的方法对液环真空泵叶轮进行优化设计。选取轮毂比,偏心距,叶片数,叶片出口安放角为试验因素,每个因素取3个水平,对其进行正交试验方案设计。应用FLUENT15.0对液环真空泵进行数值模拟计算,根据模拟结果与原型机的试验结果的对比,发现两者结果较为吻合,从而证明了该数值模拟方法的正确性及可行性。基于L9(3^4)正交表,设计了9组方案,对这9组方案的数值模拟结果进行分析得到最优方案。通过对比优化前后液环真空泵模型的数值模拟结果可知,优化后的液环真空泵的性能有所提高,在额定工况下,进口真空度提高了2.38kPa,轴功率下降了0.06kW,内部流动状态也有所改善,达到了优化设计的目的。