随着世界不可再生能源的短缺,目前发展核电是各个国家都需要面临的重大选择。核主泵机械密封是核电设备中非常重要的部件。本文以应用于核主泵的机械密封为研究对象,提出了一种新型的螺旋波形面机械密封。首先,建立螺旋波形面机械密封数学模型,分析螺旋波形面机械密封的各个结构参数对模型的影响。其次,在建立其数学模型的基础上,运用有限差分方法对Reynolds方程进行求解并对其进行分析,建立密封端面间润滑薄膜特性研究的理论模型。再次,利用MATLAB软件编制计算程序,得到密封端面间液膜压力分布,并求得开启力、泄漏量、液膜刚度、刚漏比等密封特性参数;最后,研究了机械密封结构参数和工况参数对开启力、泄漏量、刚度和刚漏比的影响,得出了相关规律。通过研究揭示出了该机械密封的工作机理,为该机械密封的设计和研究提供了理论指导依据。研究分析表明:(1)当液膜厚度为1-3μm时,在保证泄漏量达到要求的同时,刚漏比、液膜刚度和开启力都有较大值。因此,液膜厚度的最佳取值范围为1-3μm,优先值为2μm。(2)当波幅为2-6μm时,在保证泄漏量达到要求的同时,刚漏比、液膜刚度和开启力都有较大值,其中当波幅为4μm时,液膜刚度达到峰值。因此,波幅最佳取值范围为2-6μm,优先值为4μm。(3)当波数为6-30时,在保证泄漏量达到要求,并降低加工难度的同时,刚漏比、液膜刚度和开启力都有较大值。因此,波数最佳取值范围为6-30,优先值为20。(4)当螺旋角为10-30°时,在保证泄漏量达到要求的同时,刚漏比、液膜刚度和开启力都有较大值,其中当螺旋角为18°时,刚漏比和液膜刚度达到峰值。因此,螺旋角的最佳取值范围为10-30°,优先值为18°。(5)当坝宽比为0.3-0.6时,在保证泄漏量达到要求的同时,刚漏比、液膜刚度和开启力都有较大值。因此,坝宽比的最佳取值范围为0.3-0.6,优先值为0.4。