工业装备的日益高参数化，给其旋转轴密封提出苛刻的要求：结构简洁、寿命长、性能稳定、适应性强。干气密封因其具有泄漏量少、磨损小、能耗低、寿命长、操作简单可靠且不易受油污染等特点，逐渐成为转动设备中轴密封的主流。根据旋转方向，干气密封可分为单向旋转式和双向旋转式，槽型结构的非对称性，使得单向旋转式非接触式机械密封只能在正转时工作，而在反向运转时不能。在干气密封中，具有对称槽型、在正反向旋转时均能建立起隔离动静环硬性固相接触动压的双向旋转式T型槽干气密封，引起了人们愈来愈多的关注。本文针对T型槽干气密封的稳定性进行了较为深入的研究，其主要内容和结果如下：选择T型槽干气密封启动、运行及停车三个阶段对其稳定性进行研究，按照干气密封理论推导、仿真计算及实验研究三者结合验证这一技术路线，对影响T型槽干气密封的稳定性参数及如何提高T型槽干气密封的稳定性进行研究和讨论。鉴于启动及停车阶段的干摩擦运转对稳定性影响最大，也是造成干气密封早期失效的主因。产生失效的主因是密封副较长时间运行在转速未达到密封副分离要求的开启转速下，对此阶段开启转速的研究有助于密封副在最短时间内达到计算开启转速，以减少干摩擦对稳定性的影响。避免干气密封早期失效后，其稳定性主要体现于正常运转阶段，需对此阶段稳定性进行深入分析。采用故障树分析法对干气密封系统进行了分析，得出影响干气密封稳定性运行的主要因素。并依据仿真分析得出T型槽各参数对密封性能的影响权重，定义出影响干气密封稳定运行的稳定性参数：开启力、开启转速、气膜刚度、端面温度、摩擦功耗、端面扭矩及泄漏量。相关的理论计算、仿真模拟及实验研究都围绕稳定性参数进行。在仿真实验中，依据较大气膜开启力及气膜刚度有利于干气密封稳定性的提高，对双向旋转式T型槽进行了槽型优化分析。通过Mesh-free法对Reynolds进行了无量纲化处理，对T型槽干气密封流体动、静压的产生、压力分布、承载能力进行了分析计算。得到了流场压力分布的规律特征，并得出了动静压在密封端面的三维分布视图，再此基础上，参考分布规律及最大开启力，进一步运用Fluent软件对不同参数T型槽进行了大量的仿真优化计算，并将优化后所得槽型与原槽形在端面开启力、气膜刚度及泄漏量上作了对比分析，获得了开启力及气膜刚度有较大提升的新型槽型—OTG。基于PH线性法，将非线性偏微分方程转化为线性偏微分方程，近似求得了T型槽槽内气体动压分布的解析解，得出了稳定性参数表达式，并从结构上提出了防止和减轻此阶段的摩擦磨损设计方案。同时考虑轴向微扰及角向摆动时的影响，建立了此时的气膜刚度表达式，绘制了干气密封稳定运行特性曲线，提出了干气密封的运行稳定性判据。在实验参数测定方面，对T型槽干气密封实验中主轴转速、扭矩、端面温度、端面压力等参数进行了测量。一方面与仿真模拟得出的规律进行对比，验证仿真模拟数据的正确性；另一方面通过实验测得的扭矩、端面温度等参数确定开启转速，同时通过外部干扰研究密封稳定性能，得出稳定性参数区间。本文的研究结果可以进一步提高双向旋转式机械密封系统的稳定性，为进一步深入开展T型槽干气密封的研究及应用提供了基础和参考，也为干气密封的设计和工业应用提供了必要的理论依据。