浮动环密封是一种典型的径向间隙密封,其工作原理是在密封界面上形成一层极薄的流体膜,利用流体承载效应使浮动环与转子脱离接触,利用微小间隙的流阻效应实现对介质的密封。近年来随着大推力、可重复使用火箭和大型多功能复合离心机的发展,对浮动环密封寿命、可靠性和变工况适应能力等提出了挑战。本文根据高压、高速、变工况、可重复使用动密封工程应用需求,提出一种小孔节流动静压混合式浮动环密封（以下简称HFRS）。核心是通过流道和节流孔设计将部分密封介质从径向引入密封界面,使密封间隙内的流体同时具有静压和动压承载效应,显著提升浮动环密封承载性能且不需要外部条件。HFRS可解决现有浮动环密封因低速承载力不足而引起碰摩的问题,与传统直孔式浮动环密封（以下简称FRS）相比具有突出的优势。针对HFRS承载特性分析问题,建立了考虑节流孔影响、Lomakin效应、湍流流动和可压缩性等因素的流体承载力模型。该模型通过引入节流孔流动项和入口压力损失项,使其适用于小孔节流动静压混合式浮动环的承载力计算,解决了现有模型不能适用于HFRS承载力计算的问题。基于模型的理论计算表明HFRS具有优良的承载特性,与FRS相比表现出较大的低速承载力和较小的偏位角,其机理是HFRS引入了静压承载效应,增大了承载力径向分量,同时减小了承载力切向分量。针对HFRS动力学特性分析问题,在流体承载力模型的基础上,进一步建立了考虑浮动环与转子之间的流体动态承载力、浮动环端面摩擦力、流体对浮动环附加阻力等因素影响的浮动环非线性动力学模型。基于模型的仿真结果准确预测浮动环存在自锁、同频振动和半速涡动三种典型工作状态。针对HFRS密封特性分析问题,建立了考虑节流孔、Lomakin效应、运行参数、流动状态等因素的浮动环泄漏率模型。基于模型的理论计算表明,在未发生磨损的情况下HFRS的泄漏率略大于FRS,泄漏率理论计算结果及变化规律与试验结果吻合。针对HFRS动力学及密封特性试验验证问题,建立了浮动环密封试验装置,开展了水和压缩空气两种介质密封条件下HFRS和FRS的承载特性、涡动特性和泄漏特性试验研究。试验证实本文提出的HFRS具有优良的承载特性和密封特性,并与理论分析结果吻合。目前HFRS技术已经在高端复合离心机等重大/重要科技装备上成功应用,未来有望在液体火箭发动机、航空发动机上进一步推广应用。