与传统的轴端密封相比,干气密封具有介质泄漏量少、端面磨损小、能耗低、运行寿命长和可靠性高等优点。目前,该类密封已被广泛用于离心式压缩机、离心泵、膨胀机、气体透平机以及其它高速高压机器中。近年来,随着干气密封技术的不断发展,出现了新的密封槽型——单列双向螺旋槽干气密封。该槽型不但能产生较好的流体动压效应,而且旋转方向不受限制,可以双向旋转,避免了由于反转及开、停车时造成的密封失效,从而使单列双向螺旋槽干气密封的应用范围更加广泛,大大提高了它的研究和使用价值。本文应用计算流体力学(CFD)软件对单列双向螺旋槽干气密封端面间流体三维流动及温度分布进行了数值计算。选取气膜为研究对象,建立了三维模型,然后通过网格划分实现了从微观尺度到宏观尺度的快速过渡,通过求解三维N-S方程,得到了气膜的压力分布、速度矢量分布、质点轨迹、涡量分布等,并在等闭合力的假设下,动环槽形几何结构参数对密封性能的影响进行了理论研究;然后求解能量方程,得到气膜内及动、静环内的温度场的分布,及端面温升的影响因素,并考虑了温度对粘度的影响,得到了变粘度情况下的温度分布;文章还分析了压力、转速等因素对密封性能及温度场的影响,并与单向螺旋槽密封进行对比分析。通过模拟分析,证明了单列双向螺旋槽干气密封在不同工况下的良好的动压效果和密封效果;根据流体的流动状况,从流动的角度解释了端面热量的产生过程,表明流体膜温度升高主要是在高速旋转工况下,由流体内部的粘性剪切作用及压力梯度作用引起的。这对实验研究有一定的辅助指导作用,并为密封结构设计及性能的优化提供参考,为后续密封环的变形计算奠定基础。