机械密封是一种常用的、性能优良的旋转轴密封，被广泛地应用于国民经济的诸多领域。随着科学技术的发展，也对密封技术提出了越来越高的要求，促使机械密封向更高参数的方向发展。本文采用理论分析和试验研究的方法探索了热流体动压机械密封利用润滑槽增强承载能力、降低摩擦热和功耗、延长密封寿命的机制，为相关的实际应用寻求理论支持。 首先，对热流体动压机械密封设计进行了系统的计算分析，包括开槽设计、过盈配合设计、弹簧的设计及性能参数的计算等，在此基础上，形成了热流体动压密封的设计计算方法，该方法也在一定程度完善了机械密封的设计理论。 其次，对机械密封摩擦副为石墨-碳化钨组合，动环分别为石墨环与碳化钨环，动环表面上开有半圆槽和圆弧槽等几种密封结构的性能进行了试验研究。试验结果表明，这几种密封组合的泄漏量和温升均随着压力的增大而增大，而摩擦系数则基本上随着压力的增大而减小。对比分析发现，半圆槽密封结构的温升大于圆弧槽，动环材质为石墨时，温升较高，但是其摩擦系数要小于动环的材质碳化钨时。试验还发现，石墨环开槽的泄漏量大于碳化钨开槽时，且泄漏量最大的为石墨环开半圆槽的密封结构。试验研究发现了在密封压力较高的情况下，在密封面上开半圆或圆弧槽的结构形式能够获得非常显著的密封效果。 系统的理论分析和试验研究证实，利用润滑槽确实可显著增强热流体动压机械密封的性能，研究结果为实际应用提供了重要的依据。