徐钱等：基于正交法扁双P型辐射管仿真模拟及结构优化 585 表3正交试验因素水平表 表5无交互作用扁双P型辐射管温差的正交分析结果 Table 3 Factors and levels of orthogonal experiment Table 5 Orthogonal analysis results of temperature without interaction 因素 项目 A B 温差/℃ 中心管等效支管等效中心管与支管 水平 管长/mm 83 半径/mm 半径/mm 间距/mm 2 2 A B C D 3 3 3 122 93 400 1290 4 2 2 85 2 132 98 450 1390 2 2 3 1 89 3 142 103 500 1490 6 2 84 > 3 3 90 表4无交互作用的正交试验数据表 8 3 2 1 Table 4 Orthogonal experiment data without interaction 9 3 思 因素 温差/ 辐射 KI 251 258 248 256 试验号 B C D ℃ 功率/kW K2 258 255 254 259 83 104.4 K3 255 251 262 249 kl 83.67 86.00 82.67 85.33 2 2 2 2 85 104.6 k2 86.00 85.00 84.67 86.33 3 3 3 3 83 104.9 k3 85.00 83.67 87.33 83.00 4 2 2 3 8 105.6 极差，△K2.33 2.33 4.67 3.33 5 2 2 3 1 89 104.9 主次水平 C>D>A=B 6 2 3 1 2 84 105.7 优水平 Al B3 D3 > 3 2 90 105.5 优组合 A1B3CID3 8 2 3 81 106.1 注：K(i=1,2,3)表示i水平对应的所有试验结果之和： 84 105.4 k(i=1,2,3)表示i水平对应的所有试验结果平均值 表6无交互作用扁双P型辐射管辐射功率的正交分析结果 影响程度，从而得到影响扁双P型辐射管性能的主次 Table 6 Orthogonal analysis results of radiation power without interac- 因素 tion 表5是无交互作用扁双P型辐射管温差的正交分 辐射 析结果，表6是无交互作用扁双P型辐射管辐射功率 项目 B C D 功率/kW 的正交分析结果，通过极差分析初步得到以下结论. 1 1 1 104.4 对扁双P型辐射管表面温差影响最明显的因素依 2 1 2 2 2 104.6 次：中心管与支管间距>管长>中心管等效半径=支 3 1 3 3 104.9 管等效半径. 2 2 105.6 对扁双P型辐射管辐射功率影响最明显的因素依 2 3 1 104.9 次：中心管等效半径>管长>中心管与支管之间的间 6 2 105.7 距>支管等效半径. > 3 105.5 对于扁双P型辐射管表面温差的最优组合 3 3 106.1 A1B3C1D3,扁双P型辐射管辐射功率的最优组合 9 3 1 105.4 A3B3CID3. 七 313.90315.50316.20314.70 K2 316.20315.60315.60315.80 因而可以知道支管等效半径在93~103mm的范 317.00316.00315.30316.60 围内，支管的等效半径对扁双P型辐射管表面温差和 6 104.63105.17105.40104.90 辐射功率的影响很小，在进一步有交互的正交试验中 k2 105.40105.20105.20105.27 可以不考虑支管与其他因素的交互作用，这样可以大 k3 105.67105.33105.10105.53 大减少实验次数 极差，△K1.030.170.30 0.63 2.1.3有交互作用的正交试验 主次水平 A>D>C>B 根据上述的无交互正交分析，忽略支管等效半径 优水平 A3 B3 CI D3 与其他因素的交互作用，设计了L27(3)正交试验 优组合 A3B3C1D3 表，方案如表7.徐 钱等: 基于正交法扁双 P 型辐射管仿真模拟及结构优化 表 3 正交试验因素水平表 Table 3 Factors and levels of orthogonal experiment 水平 因素 中心管等效 半径/mm 支管等效 半径/mm 中心管与支管 间距/mm 管长/mm A B C D 1 122 93 400 1290 2 132 98 450 1390 3 142 103 500 1490 表 4 无交互作用的正交试验数据表 Table 4 Orthogonal experiment data without interaction 试验号 因素 A B C D 温差/ ℃ 辐射 功率/ kW 1 1 1 1 1 83 104. 4 2 1 2 2 2 85 104. 6 3 1 3 3 3 83 104. 9 4 2 1 2 3 85 105. 6 5 2 2 3 1 89 104. 9 6 2 3 1 2 84 105. 7 7 3 1 3 2 90 105. 5 8 3 2 1 3 81 106. 1 9 3 3 2 1 84 105. 4 影响程度，从而得到影响扁双 P 型辐射管性能的主次 因素． 表 5 是无交互作用扁双 P 型辐射管温差的正交分 析结果，表 6 是无交互作用扁双 P 型辐射管辐射功率 的正交分析结果，通过极差分析初步得到以下结论． 对扁双 P 型辐射管表面温差影响最明显的因素依 次: 中心管与支管间距 ＞ 管长 ＞ 中心管等效半径 = 支 管等效半径． 对扁双 P 型辐射管辐射功率影响最明显的因素依 次: 中心管等效半径 ＞ 管长 ＞ 中心管与支管之间的间 距 ＞ 支管等效半径． 对于 扁 双 P 型辐射管表面温差的最优组合 A1B3C1D3，扁 双 P 型辐射管辐射功率的最优组合 A3B3C1D3． 因而可以知道支管等效半径在 93 ～ 103 mm 的范 围内，支管的等效半径对扁双 P 型辐射管表面温差和 辐射功率的影响很小，在进一步有交互的正交试验中 可以不考虑支管与其他因素的交互作用，这样可以大 大减少实验次数． 2. 1. 3 有交互作用的正交试验 根据上述的无交互正交分析，忽略支管等效半径 与其他因素的交互作用，设计了 L27 ( 313 ) 正交试验 表，方案如表 7． 表 5 无交互作用扁双 P 型辐射管温差的正交分析结果 Table 5 Orthogonal analysis results of temperature without interaction 项目 A B C D 温差/℃ 1 1 1 1 1 83 2 1 2 2 2 85 3 1 3 3 3 83 4 2 1 2 3 85 5 2 2 3 1 89 6 2 3 1 2 84 7 3 1 3 2 90 8 3 2 1 3 81 9 3 3 2 1 84 K1 251 258 248 256 K2 258 255 254 259 K3 255 251 262 249 k1 83. 67 86. 00 82. 67 85. 33 k2 86. 00 85. 00 84. 67 86. 33 k3 85. 00 83. 67 87. 33 83. 00 极差，ΔK 2. 33 2. 33 4. 67 3. 33 主次水平 C ＞ D ＞ A = B 优水平 A1 B3 C1 D3 优组合 A1B3C1D3 注: Ki ( i = 1，2，3) 表示 i 水平对应的所有试验结果之和; ki ( i = 1，2，3) 表示 i 水平对应的所有试验结果平均值． 表 6 无交互作用扁双 P 型辐射管辐射功率的正交分析结果 Table 6 Orthogonal analysis results of radiation power without interac￾tion 项目 A B C D 辐射 功率/ kW 1 1 1 1 1 104. 4 2 1 2 2 2 104. 6 3 1 3 3 3 104. 9 4 2 1 2 3 105. 6 5 2 2 3 1 104. 9 6 2 3 1 2 105. 7 7 3 1 3 2 105. 5 8 3 2 1 3 106. 1 9 3 3 2 1 105. 4 K1 313. 90 315. 50 316. 20 314. 70 K2 316. 20 315. 60 315. 60 315. 80 K3 317. 00 316. 00 315. 30 316. 60 k1 104. 63 105. 17 105. 40 104. 90 k2 105. 40 105. 20 105. 20 105. 27 k3 105. 67 105. 33 105. 10 105. 53 极差，ΔK 1. 03 0. 17 0. 30 0. 63 主次水平 A ＞ D ＞ C ＞ B 优水平 A3 B3 C1 D3 优组合 A3B3C1D3 · 585 ·