超临界二氧化碳布雷顿循环具有工质清洁,循环效率高,能量密度大,设备体积小等优点,是近年来研究的热门课题。由于循环工质跨越临界点时存在相变潜热现象,故该系统的电机-涡轮-共轴转子以及密封系统也面临一系列复杂问题。布雷顿循环的透平、压缩机的微尺度干气密封中,S-CO₂干气密封因其自身物化性质的优越性而被作为密封首选。但由于S-CO₂的物性参数在临界点附近呈高度非线性,这大大增加了S-CO₂干气密封的研发和设计难度。为探索其运转工况和结构参数对S-CO₂干气密封的影响,本文运用Solidworks软件建立1/N_g的螺旋槽计算域几何模型,导入ICEM软件进行结构化网格划分,采用REFPROP软件获取S-CO₂的相态数据,并将这些物性参数编译成C语言程序调入Fluent的UDF平台来对S-CO₂微流场进行模拟,以探究在实际气体效应、惯性效应、离心效应和湍流效应下不同工况参数和结构参数对膜压分布、气膜开启力和泄漏量之间的交互影响规律。研究表明:随着转速的增加,气膜开启力和泄漏量先增大后减小再趋于平稳;压差的增大使气膜开启力和泄漏量都增大;气膜厚度的增大导致气膜开启力减小泄漏量增大。而在槽型参数的影响方面,开启力和泄漏量均随槽深的增大先增大后逐渐减小;槽数的增加使开启力和泄漏量均增加;而螺旋角对泄漏量的影响大于开启力。无论开启力、泄漏量、气膜刚度还是刚漏比,其双槽的密封特性总是优于单槽。综合各因素得出:膜厚3.05μm,槽深5.05μm,槽数12,螺旋角15°时干气密封的密封特性较佳。在Workbench平台调入Thermal-Stress热强度耦合分析模块、Fluid flow（fluent）流场分析模块和Static-Structural结构场分析模块,然后加载流场压力和温度并对动静环加以区域限制和受力约束来分析密封环在热-流-固耦合下的应力应变情况。结果表明:碳化硅在同等耦合工况下的最大应力应变小于碳化钨;双槽的应力应变始终大于单槽,且双槽对应静环的应力应变也大于单槽。动环的变形主要由两部分组成,即气膜自带的热-力作用在动环表面产生法向正锥度变形和动环高速旋转产生的剪切热在动环表面法向负锥度膨胀变形,由于法向的负锥度变形抵消了一部分正锥度变形,这使得动环表面的变形较静环小。而静环的最大变形只有气膜热-力单向作用的结果。