相比于机械密封、填料密封等传统密封形式,磁性液体密封具有泄漏率低、耗能少等优点。目前,用于密封气体的磁性液体密封技术已经趋于成熟。相比之下,用磁性液体密封水等液体介质仍存在两相界面不稳定、多极齿密封压力传递过程不明确、耐压能力弱等问题。本文针对磁性液体密封液体介质所遇到的问题,设计前置挡水板的密封结构减小因两相相对速度引起的界面不稳定性、提高有效密封时长;设计前置背叶轮组合式密封结构以提高密封水的耐压值;采用计算流体动力学的方法仿真多极齿密封结构在密封水时的泄漏过程,对比密封空气分析密封水的压力传递特点,对前置挡水板、前置背叶轮结构进行密封性能评估。本论文主要进行了以下工作:(1)推导单极齿磁性液体密封水的耐压公式,计算磁性液体与水的相对速度,并给出两相界面不稳定条件。(2)依据同轴转动状况下库埃特流动模型,采用前置挡水板型对称式单级磁性液体密封结构,研究不同内径挡水板对密封水的两相界面的影响,提出前置背叶轮密封与磁性液体密封组合式密封方案,以提高密封结构总体耐压能力。(3)设计用于密封水的磁性液体密封结构,包括磁性液体的选择,极靴、永磁体、挡水板及背叶轮的设计。并使用ANSYS对密封结构进行静磁场的仿真计算,分析密封结构中磁路结构的合理性及密封间隙、极齿齿宽对理论耐压的影响,计算得到密封结构的理论耐压值。(4)结合使用FLUENT、ANSYS软件,设计用于仿真磁性液体在密封间隙中流动的单向磁流耦合方法,采用计算流体动力学中的多相流模型仿真多极齿密封水的泄漏过程,对比密封空气分析密封水的压力传递特点,研究了前置挡水板时两相界面状态的变化,前置背叶轮对密封耐压的影响。图61幅,表8个,参考文献71篇。