集束式管网在集中风力系统中所占分量越来越大，但是集束式管网系统设计研究仍以经验设计为主，严重缺乏理论和实验资料的支持。为此，在分析集束式管网结构特点和应用调研的基础上，实验测试了集束器阻力特性，并对其结构进行优化设计。实验和优化设计结论对集束式管网在卷烟工业中的设计应用及集中工艺风力技术发展具有重要的参考和指导意义。根据卷烟厂应用实例建立了带有5个支路的集束式风力送丝系统实验平台，分别测试7级风速下开启不同支路数量(共31种组合)时集束器的压力损失并计算其阻力系数。实验结果显示，集束式管网中流体通过集束器压力损失随风速的增大而增大，其局部阻力系数系数随风速增大而减小。此外，开启支路的数量越多，集束器压力损失和局部阻力系数变化曲线越平缓。对实验用集束器建模并对其进行数值研究，研究结果与实验数据高度吻合。分析集束器内部流场分布指出，集束器内部流场分布不均匀处就是优化设计的主要方向。在以上工作的基础上，应用正交试验设计方法对集束器进行优化设计。试验结果确定了集束器压降的影响因素的主次顺序为支管外壁间距b＞收缩段长度L2＞边长a＞直段长度L1，同时得到集束器结构参数最优化组合是边长a=60mm，支管外壁间距b=20mm，直段长L1=200mm，收缩段L2=800mm。最后对试验设计所得的最佳方案进行数值模拟分析，验证了优化后的集束器内部流场分布更加均匀，同时集束器的压力损失较之前下降了50Pa左右。