镶装式浮环密封结构简单,广泛应用于航空发动机、燃气汽轮机、压缩机等高温高速场合。但由于镶装式浮环在高温环境下径向位移不工作间隙减小,导致跑道与浮环内壁碰磨和脱镶等故障。因而本文针对镶装式气膜浮环的工作间隙和密封性能展开系统全面的研究。建立镶装式浮环密封数值和力学计算模型,形成浮环密封工作间隙的计算方法。分析镶装式浮环的结构参数、操作参数和密封组件材料等影响因素对浮环工作间隙的影响,对现用的镶装式浮环提出结构改进和性能优化。在力学模型分析计算的基础上提出镶装式浮环密封“恒间隙”结构设计方法,利用VS软件开发平台,研发了一款镶装式浮环结构设计分析软件。建立浮环密封气膜分析模型,形成浮环密封性能参数的计算分析方法,计算了浮环密封的开启力、实际偏心率、泄漏量和气膜刚度等性能参数。分析浮环密封的结构参数和操作参数对浮环密封性能的影响,验证了浮环在不同操作条件下的自我调心功能和开启性能。建立镶装式浮环镶装过盈和径向变形测量装置,测量浮环在不同操作温度下的径向位移,验证数值计算浮环工作间隙方法的正确性。研制了气膜浮环密封的静态和动态泄漏测量系统,完成浮环泄漏性能的原理性分析试验,验证了采用数值分析计算浮环泄漏性能方法的正确性。镶装式浮环密封性能的研究方法,为镶装式浮环在高温高速等恶劣工况下的应用提供新的设计思路。镶装式浮环力学分析模型为其系统化和程序化进程提供了理论依据,同时为拓展镶装式浮环在工程技术上的应用,提供了研究基础。