现有刷式密封的研究主要集中在单一纯气相介质工况下的密封性能研究。本文针对航空发动机主轴承腔处密封需具有能密封高温、高转速、气液两相介质和变压差工况要求,构思提出一种使用非金属刷丝制成刷束的气液两相刷式密封,并研究分析了该气液两相刷式密封的泄漏特性和传热性能。基于气液两相多孔介质渗流理论,将气液两相刷式密封的刷束区处理为Non-Darcian多孔介质区,利用Fluent软件建立气液两相刷式密封的流场模型和传热模型。对气液两相刷式密封的压力场、速度场和温度场分别进行了数值分析。利用数值分析模型模拟分析不同结构参数和工况参数对气液两相刷式密封的泄漏特性和传热性能的影响规律,得出各参数的较优参数值范围。同时采用正交试验方法模拟分析多结构参数对气液两相刷式密封的泄漏特性的综合影响,得到对气液两相刷式密封综合性能影响程度由重到轻的参数依次为刷丝直径、刷束厚度、后板保护高度和刷束自由高度。设计制造了气液两相刷式密封试验台,通过变压差、静压、变转速试验得到试验数据,将试验结果和理论分析结果进行分析对比两者误差在15%以内。验证了气液两相刷式密封的可行性及在高速气液两相工况下的优良性能。通过对气液两相刷式密封的性能研究,为气液两相刷式密封的研究提供了设计思路和理论基础,为提升航空发动机主轴承腔处密封的性能奠定基础。