螺旋槽干气密封所在设备在检修、故障、停车等情况,干气密封处于静止状态,静止时与旋转状态的密封性能之间具有明显的差异性和关联性。针对螺旋槽干气密封静止时的状态开展干气密封接触状态和静态泄漏率研究,揭示干气密封的机理有所帮助;对开展干气密封的静态性能实验有理论指导作用。论文分析了静止时螺旋槽密封端面的接触状态,采用G-W接触模型表达密封端面的接触,获得密封端面间的平均间隙;根据螺旋槽窄槽理论,得到了螺旋槽干气密封静止时密封端面间气膜压力控制方程,应用解析法求解控制方程获得了端面间气膜压力分布、开启力和泄漏率等静止时的密封性能参数,并与干气密封技术条件中的情况进行对比;利用有限差分方法计算了密封端面坝区的速度分布和压力分布,并与解析计算结果进行对比。计算分析了螺旋槽的深度、槽台宽比对密封性的影响,并与无槽情况进行了对比,与无槽密封环理论结果吻合;有限差分方法计算、解析计算两者计算结果相近,表明了计算的合理性。针对非接触状态,提出一种利用复合速度计算压差剪切复合流动雷诺数的方法,即将压差流与剪切流形成的速度矢量和作为雷诺数的特征速度来计算雷诺数,简称复合速度雷诺数,并以复合速度雷诺数等于2000作临界雷诺数判据,以判断流体膜的压差剪切复合流动是处于层流状态还是处于湍流状态。在不同端面间隙、密封介质压力的工况下,根据解析法求解出螺旋槽干气密封静止时密封端面间的气膜压力分布、开启力、泄漏率等密封性能参数,结果表明密封端面未开螺旋槽的气膜压力随着半径的增大而增大,而开有螺旋槽的密封端面间的气膜压力主要在坝区随半径的增大而迅速增大,在槽区的增大速度缓慢;密封介质压力不变,开启力随密封端面间隙的增大而增加;密封端面间隙不变,开启力随密封介质压力增大而增加;密封介质压力不变,泄漏率随密封端面间隙的增大而增大;密封端面间隙不变,泄漏率随密封介质压力的增加而增大。静止时的螺旋槽干气密封其密封介质压力、端面间隙一定,随槽深的增大,开启力、泄漏率不断增大。静止时的螺旋槽干气密封在端面间隙与压力相同的情况下,由槽台比为零到槽台比为无穷大,密封端面间的开启力、泄漏率先增大后减小;当槽台比为零、曹台比无穷大时,密封端面间的开启力、泄漏率相同。