调控型密封不仅具备低泄漏、高封压、寿命长、低成本的优势,而且拥有可调控、抗扰动、智能化等特点,被广泛应用于高压、高磨损、变工况的工业场合。目前调控型动压密封及应用于往复工况的接触式调控型密封技术已经比较成熟,针对旋转工况下加压调控型密封的研究却鲜有报道。本文提出一种应用于旋转动设备的加压调控型囊式密封,采用有限元数值分析与试验验证相结合的方法,对密封性能展开全面系统的研究,旨在为旋转轴调控型密封的设计与工程应用提供技术指导。基于自主设计的旋转轴调控型密封结构及三种不同结构形式的密封环,利用ABAQUS有限元分析软件建立了静力学密封性能数值分析模型。提出了静态密封力学性能的评价标准:强度安全系数和接触应力系数。研究了调控压力和流体压力对密封力学性能的影响规律,结果表明调控压力是影响Von-Mises应力与接触应力的主要因素。分析得到了操作参数与密封力学性能的对应关系,可为工程应用提供数据参考。综合对比三种密封环的密封力学性能,B型结构密封环力学性能较优。提出了适用于调控型密封的基于接触压力的密封泄漏率计算模型,利用有限元分析软件求解得到密封端面接触比压,再通过MTALAB软件进行数值计算的方法求解密封泄漏率,研究了影响密封泄漏率的关键因素及影响规律。结果表明调控压力是影响密封泄漏率的关键因素,当调控压力大于介质压力后,密封泄漏率≤0.01 L.s-1。得到了调控压力、流体压力和密封泄漏率三者间的对应关系,为调控型密封的智能调控提供了数据参考。提出了调控型密封的调控方法与调控流程,可结合工程数据对密封性能实现动态调控,提升设备运行可靠性。研究了操作参数对摩擦功耗的影响,建立了热-结构有限元分析模型,分析了调控压力、流体压力和主轴转速对密封环温度分布和热变形的影响规律,为降低密封摩擦功耗及密封端面温升,应根据密封对泄率漏的需求选择最小的调控压力,可通过智能调控系统实现这个目的。设计、制造并搭建了调控型密封的密封性能试验系统,研发了调控型密封辅助设备。完成了调控型密封的静态密封性能、泄漏性能等实验,将实验结果与有限元分析结果进行比较,互相验证研究结果的准确性。通过对旋转轴加压调控型囊式密封的密封性能全面系统的研究,验证了调控型密封应用于旋转工况的可行性。为调控型密封提供了新的设计思路,为调控型密封的工程应用提供了理论支撑与数据指导。