从目前国内、外干气密封的研究和应用来看,主要是针对离心式压缩机等高速回转机械的动压干气密封。在高速运转时,动压干气密封具有很强的动压效应,可以得到较大的开启力和气膜刚度,从而实现密封的稳定运行。但是在泵、反应釜等低速运行设备上,动压干气密封将无法正常运转,甚至失效。静压干气密封在低速运行设备上具有很好的密封性能,成为目前干气密封研究的热点方向。本文结合国内外相关文献资料,对干气密封的发展概况、静压干气密封的工作原理和典型结构进行了介绍;分析了影响静压干气密封性能的主要参数,并对静压干气密封端面流场进行了数值模拟;最后对应用于比亚迪搅拌器(搅拌反应釜)上的静压干气密封进行了结构设计和试验研究。根据可压缩完全气体雷诺方程,建立了等温条件下静压干气密封的端面气膜控制方程、节流孔气体流量控制方程和端面两侧气体流量控制方程,再经转化得无量纲控制方程。建立了气膜压力、气膜刚度、泄漏量和端面开启力等主要参数的计算公式。从计算流体力学的角度出发,用Pro/E软件建立了静压干气密封的三维几何模型,并用Gambit软件对从整体模型中切割下来的计算区域进行网格划分;利用FLUNT软件对端面流场进行了数值模拟,分析了端面间隙、节流孔对端面压力、端面开启力和泄漏量的影响。分析表明:端面间隙增大时,节流孔出口压力降低,压力下降的幅度在端面间隙较小时较为明显;端面开启力总体随间隙增大而减小,极小值接近于零,在不同的间隙范围内开启力的变化存在明显的差别。泄漏量总体随间隙增大而增大,存在一个极大值,该值主要受节流孔大小的影响,在不同的间隙范围内泄漏量的变化存在明显的差别。针对比亚迪公司搅拌反应釜的使用工况,设计了一套外加压式静压干气密封系统。其端面主要尺寸为:节流孔直径为0.2mm,端面浅槽数量为4;端面外径为R1=48mm,内径为R2=36mm;浅槽外侧半径为Rd1=44mm,内侧半径为Rd2=40mm。给出了其在轴上的装配图,分析了密封可能的泄漏途径;对主要零部件材质的选择进行了介绍;并对设计的静压干气密封进行了静压和动压等性能测试,试验所测参数都在正常值范围内,符合要求。