旋转机械密封内部流场具有非常复杂的流动特性,其流体激振问题在工程中更是屡见不鲜。因此,对密封间隙流场的研究尤为重要。本文采用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,简称PIV)对迷宫密封的间隙流场进行了实验测试,获得了密封截面在27种工况下的总速度矢量分布、流动迹线和湍动能分布。针对密封流体激振问题,采用磁流变阻尼器及开关控制策略对其开展了减振实验研究。针对石化厂汽轮机密封的磨损和泄漏量大等问题,将其改造为迷宫和蜂窝组合式密封,使汽轮机运行效率得到显著提升。所做主要工作总结如下:(1)设计加工了可用于流场测量的迷宫密封实验模型及其介质回路装置,搭建了迷宫密封实验装置-PIV测试系统。所设计的迷宫密封模型可调整转速、更换齿距。在变转速和变齿距形成的27种工况下,对密封截面的速度矢量分布、迹线和湍动能分布展开了测量和研究。(2)根据PIV的测试图像,分析了流体流经各腔时的速度变化规律和密封间隙的出入口速度随转速和腔室宽深比的变化规律。在密封段转子为悬臂结构的情况下,将悬臂长度加长后的密封流场与加长前进行了对比,分析了振动对密封流场产生的影响。通过对迷宫密封流场的测试和研究,可以为其结构设计和性能优化提供实验依据。(3)将磁流变阻尼器及开关控制作为新的减振方法,应用到了密封的振动控制当中。实验证明,该方法可以对密封振动起到显著的抑制作用和自动控制效果,振动降幅最高可达68%。并且,其振动降幅随工作电流的增加而增大,因此,可通过增加工作电流来增强抑振效果。(4)蜂窝密封与梳齿密封组合的密封结构,可以有效减小石化厂汽轮机密封泄漏,大幅提升运行效率,并提高密封转子系统的稳定性,保障汽轮机的安全运行。