非接触式密封广泛应用于输送流体介质的旋转机械中。在离心泵中,口环密封通常作为一种减小内部泄漏和平衡叶轮轴向力的部件,其密封方式是由叶轮与泵壳组成环形的节流间隙实现密封功能。在高转速、高扬程的高速离心泵中,由于其较小的密封间隙使转子与密封间隙中的流体产生了较强的耦合效应,这种耦合效应对转子的作用可以用密封对转子的刚度阻尼特性来描述,在某种特定条件下,这种耦合作用会使转子失稳,导致异常振动甚至结构破坏。目前对泵内密封的研究大多集中于密封对泵外特性的影响,少数对密封动力学特性的研究都集中于多级泵级间密封的动力学特性,对高转速、高压差的离心泵密封动力学特性鲜有研究,因此本文以高速燃油离心泵中的口环密封为研究对象,深入探讨了密封动力学特性。本文采用三维瞬态CFD计算方法,应用了动网格技术,准确计算了口环密封的动力学特性与涡动转子所受的流体激振力特性。对高速离心泵密封动力学特性的影响因素进行了讨论,主要研究内容和结论如下:1、以泵内常用的短液体密封(L/D<1)为研究对象,进行了密封尺寸变化对其动力学特性和密封性能的研究,发现减小密封间隙和增长密封长度都会使密封与转子的耦合效应增强,密封主刚度对密封间隙大小的敏感度较高,而主阻尼、交叉刚度和交叉阻尼对密封轴向长度的敏感度较高,同时密封泄漏量对密封间隙大小的敏感度强于密封长度。2、由于单蜗壳式高速离心泵不对称的压水室结构,导致口环密封入口来流周向不对称,密封产生了径向力。圆形涡动轨迹下,转子涡动半径和涡动比对口环流体自激力波动幅度影响较大。密封尺寸对口环流体激振力的影响显著,适当减小口环密封轴向长度有利于减小密封激振力而不会剧烈减弱密封性能。并且转子偏心不同方向时,密封动力学系数出现了明显差异。3、密封入口流体不仅有轴向速度,还有因叶轮旋转产生的周向预旋速度,通过研究密封入口周向预旋速度大小对密封动力学特性的影响发现:预旋速度会增强密封内部的环流,增加密封交叉刚度,进而使转子稳定性降低,即较小预旋速度可以使转子稳定性增强。4、通过对比三种不同结构形式的密封,在密封性能方面来说,迷宫密封有着较好的节流效果,而轴向槽型密封由于较短的最小间隙长度,密封效果较差,但是由于其最小间隙相同,泄漏量差距较小。对于密封动力学特性来说,轴向槽型密封的主刚度系数和主阻尼系数相较迷宫密封都高了一倍以上,并且在高预旋速度下,轴向槽密封有着较低的交叉刚度,因此轴向槽型密封相对于迷宫密封有着良好的密封动力学特性,环形密封则介于二者之间。轴向槽型密封的结构特点可以有效减弱密封内部环流,并且可以减弱入口预旋速度对交叉刚度的影响,其较高的主刚度和主阻尼系数可以使高速离心泵使转子临界转速提高,并且保持良好的转子稳定性。