螺旋槽端面机械密封广泛应用于流体机械中,在使用过程中往往受到润滑液膜粘性剪切热作用,对密封的静动态特性产生不可忽视的影响。论文针对上述两种因素开展了理论分析,采用有限单元法求解了螺旋槽端面机械密封润滑液膜的静动态数学模型,获得了热影响作用下润滑液膜在不同密封工况和不同螺旋槽几何参数下的静动态特性。首先,基于有限单元法和流体动力润滑（HD）理论,建立了润滑液膜遵循质量守恒的JFO空化润滑模型,采用流线迎风有限单元法实现了稳态雷诺方程的求解,获得了液膜的空化区域和压力分布。采用小扰动法获得润滑方程微扰膜压控制方程,对液膜动力系数进行了数值求解。研究结果表明:螺旋槽深度在（16）（15）?m左右、槽坝比在（15）（13）（22）（20）左右、槽宽比在（15）（13）（19）左右,螺旋角在（24）?左右时液膜具有最大的轴向和角向刚度系数。螺旋槽深度在（20）?m左右、槽宽比在（15）（13）（21）左右、螺旋角在（17）（15）?左右时,两角向交叉阻尼绝对值最大。初始安装偏差的存在使密封压力呈现非对称性,从而使两角向动力系数绝对值不再相等。液膜轴向刚度k_zz在数量级上远大于其余液膜刚度值,液膜轴向阻尼d_zz、角向阻尼d_??和d_??远大于液膜其余阻尼值且随着转速和间隙的增大而减小。其次,建立了螺旋槽机械密封准三维热流体动力润滑模型,采用有限单元法同时求解跨膜平均能量方程和动静环热传导方程,迭代求解广义雷诺方程和温度方程获得了液膜压力、温度和密封环的温度分布。对比分析了不同结构参数和工况参数下密封热流体动力润滑（THD）和流体动力润滑的动静态密封特性。结果表明:高粘度下润滑液膜的热效应不可忽略。与THD模型相比,HD模型过高估计了开启力和摩擦系数,但低估了密封泄漏率。以液膜开启力为最优目标,THD模型下的最优槽深小于HD模型下的值;大的槽坝比和高转速均会增加密封泄漏率;大槽深和大槽坝比有助于降低液膜和密封环的温度。准三维THD模型下的液膜动力系数均小于HD润滑状态下的数值,且趋势大体相同。槽深、槽台比、槽宽比及螺旋角均存在一最优值,使k_zz、k_??和k_??达到最优值,且阻尼数d_zz、d_??和d_??均随着各结构参数的增大而减小。转速的升高不仅使泄漏率上升,而且不利于密封的动态稳定性;密封安装偏差可增强动压效应,使开启力和动力特性参数有所提升;增大密封间距可减小密封粘性生热,但动压效应几乎消失且动力性能急剧变差;综合考虑螺旋槽液膜密封的动静态性能,获得螺旋槽结构参数的优化范围:槽深h_g取5¹5μm,槽坝比?_r取0.60⁰.85,槽台比取0.50⁰.80,螺旋角?取约20?。最后,使用模拟退火法,以开启力和动力系数k_zz、k_??、k_??为优化目标完成了THD润滑状态下的机械密封端面型槽的多参数优化,与螺旋槽单参数优化相比,密封润滑液膜开启力提升了约39%,轴向刚度k_zz提升约18%,角向刚度k_??提升约15%左右,角向交叉刚度提升约21%。在高速条件下,润滑液膜的惯性、空化、湍流和热效应均比较显著,有待于进一步研究。