上游泵送机械密封因其能够实现流体润滑、泄漏少甚至是无泄漏等优势而备受重视和广泛研究，在密封运行过程中，因固体颗粒的进入导致密封端面泵送槽堵塞、端面磨损等现象时常发生，严重时丧失泵送能力甚至导致密封失效。为此，本文在国家自然科学基金项目(51279067)和航天航空基金项目(201328R3001)的资助下，针对上游泵送机械密封微间隙内固-液两相流动及其对密封性能的影响进行研究，以期探索微间隙两相流动特性和对密封性能的影响规律，为密封的深入研究和开发提供理论参考依据。　　本文建立了螺旋槽上游泵送机械密封微间隙液膜三维分析模型，并对其内部流场进行数值模拟，通过微间隙内速度场分析间隙液膜内泵送效应和动压效应的产生机理。在此基础上，依据固-液两相流动的连续介质理论，建立上游泵送机械密封微间隙内的两相流动分析模型，采用混合物模型进行数值模拟，研究进口颗粒浓度和运行工况对间隙内固体颗粒分布的影响规律，以及固体颗粒对螺旋槽上游泵送机械密封膜压分布、流体膜开启力、摩擦扭矩以及泄漏量等性能的影响关系，并将单相、两相的模拟结果与试验结果进行对比分析。　　研究表明，上游泵送机械密封螺旋槽内径侧出现明显的泵送速度并在槽内形成泵送流，槽根处出现的最高压力成为液膜开启力的主要来源;受槽根高压的影响，槽内部分液体发生周向偏转，槽内径侧少量流体出现反向流动，成为产生泄漏的主要因素。　　微间隙两相介质流动中，固体颗粒主要集中于螺旋槽槽根半径处和槽边缘密封坝附近;螺旋槽和密封间隙内分布的颗粒浓度随进口颗粒浓度的增大而增大;随着转速的增大，间隙液膜内高颗粒浓度区域变小，且由连续分布变为不连续分布;越接近槽区的垂直于轴的截面内颗粒分布浓度越大，分布规律越明显;密封介质压力提升，颗粒扩散减弱，易造成颗粒的堆积;槽内和间隙液膜内颗粒相的平均体积分数随转速的增大而减小。　　颗粒的介入使间隙流体膜内的压力、开启力均有所增大，且随进口颗粒浓度、介质压力、转速的增大而增大。摩擦扭矩和泄漏量均随进口颗粒浓度的增大而增大。高颗粒浓度分布区域与实际运行密封环表面磨损位置基本一致，试验对比分析表明，两相介质的模拟结果更加接近试验结果。