螺旋槽干气密封是一种新型的非接触式机械密封，与传统的机械密封相比，具有低泄漏、低磨损、低功耗以及长寿命、髙可靠性等优点。本文通过UG建立螺旋槽模型，通过GAMBIT划分网格，将网格导入FLUENT软件分析螺旋槽干气密封性能。同时，本文中还建立了螺旋槽干气密封端面间气体流动过程物理模型，采用有限体积法对控制方程进行离散，编制了有限体积计算程序，对控制方程进行了数值求解。对比两种计算方式结果的差异，并且以FLUENT计算结果为基准，探讨了槽形几何参数对密封性能的影响，利用正交试验原理考察了各个参数对螺旋槽干气密封性能影响的显著性。对实验室已有机械密封试验机进行改装，为干气密封试验研究奠定基础。本文的主要工作及结论如下：(1)用UG软件建立了单个周期气膜模型，用GAMBTI软件划分网格，通过手动划分网格，解决了气膜的厚度微尺度和径向、周向宏观尺度的矛盾。通过逐步加密网格来解决由于网格密度问题引起的较大误差，将误差控制在合理范围内。通过FLUENT计算出气膜的压力分布云图，观察发现在槽根处由于密封坝的阻挡，气体在槽根处受到压缩形成一个髙压区，最终形成开启力。(2)在一定假设的基础上，根据可压Navier-Stokes方程、连续性方程和气体状态方程，推导出了等温状态下螺旋槽干气密封端面间可压缩流体动力润滑控制方程。通过有限体积法对控制方程进行离散。由于有限体积法对于规则网格有较高的精度，在离散过程采用坐标变换法将不规则网格转换为方形网格。通过数值计算得到各个离散点的压力分布，由气膜压力分布计算了螺旋槽干气密封的主要性能参数-开启力、端面摩擦力、摩擦功耗、轴向刚度以及泄漏量。(3)开展了FLUENT软件模拟结果和数值计算结果比较研究，表明端面槽形几何参数适宜的取值范围为：18°<a<25°，10jAm</j;<15jAm,2.5jAm</jo<4|j,m,0.5<^<0.7,0.4<y<0.6,10<iVg<18。通过正交试验分析表明：螺旋角、槽深、槽长坝长比对泄漏量的影响特别显著，膜厚、槽台宽比对泄漏量的影响不显著；螺旋角、膜厚对轴向刚度的影响特别显著，槽长坝长比对轴向刚度的影响显著，槽深、槽台宽比对轴向刚度影响不显著。两种计算结果存在一定的差异，这些差异由计算中的误差和网格划分密度引起。(4)从公知技术中了解到现有的机械密封试验机还存在一些缺点，本文对干气密封试验机结构进行改进设计，主要解决了三个问题：1.解决了单悬臂轴、单对密封式机械密封试验装置轴向力的问题；2.解决了双悬臂轴式机械密封试验装置的复杂结构问题；3.解决了单悬臂轴、两对密封式机械密封试验装置弹簧压缩量调节不均衡问题。