压力自适应型机械密封具有宽压力适用范围、稳定性高、寿命长、泄漏量低和磨损小等优点。该密封在高压工况下,密封环端面能够发生变形,形成周期性的周向波度与锥度,并在靠近内径处位置形成环状坝区,从而使密封具有流体动压效应与静压效应,达到良好的密封效果。在低压工况下,该密封可看做普通的平行平面机械密封,能够保证合理的泄漏量,且安全可靠。为了更好的掌握自适应型密封的密封机理与各参数对其性能的影响规律,本文对不同工况与不同结构下的密封性能进行了系统的研究与讨论。本文通过数值模拟的方法,分别以密封间隙中的流场、密封环和流场与密封环整体为研究对象,研究了操作工况下的流场状态、密封环变形和密封性能。在对密封性能进行研究时,采用了“流固耦合法”,通过对流场与密封环分别求解,多次迭代,最终精确的求得了流场的压力分布、密封环端面最终变形及密封的性能参数。本文通过“流固耦合法”对压力自适应型机械密封进行分析计算,从而分析了工作参数工作压力、转速,参考参数膜厚对密封性能参数的影响,揭示了该密封的稳态特性。并通过对不同工作压力下平衡状态的分析计算,求得平衡状态下闭合力、开启力、平衡膜厚、泄漏量、液膜刚度、摩擦功耗的变化趋势,分析了在实际工作状态下,压力逐渐上升各密封参数的变化过程,近似的模拟了压力自适应型机械密封从开车到稳态的过程。本文根据自适应型密封的工作原理,提出了一体式密封环、分体式密封环A型和分体式密封环B型三种结构的密封环,并采用“流固偶合法”分析了三种密封环结构参数对端面变形与密封性能的影响,并就分析计算结果,进行了三种密封环的端面变形与密封性能参数的对比,以及各结构参数对端面变形与密封性能影响的对比,得到了一定的结论。自行设计了自适应型密封力变形试验系统与性能分析试验系统,并加工了各试验装置。并就试验所测得的端面变形结果和密封性能参数与理论分析值进行了比较分析。