精密螺旋槽气体轴承和涡旋压缩机等干式气体机械主要通过高速运转过程中的气体动压效应来实现正常稳定工作:精密螺旋槽气体轴承在高转速下会产生微间隙气体动压润滑,而转速较低时,气体动压效应不足,无法形成有效的气体润滑,导致表面直接接触而产生磨损;涡旋压缩机主要通过三维螺旋腔内气体动压效应实现气体输送,但在高速运转时气体动压稳定性下降会导致端面磨损。针对这些问题,研究干式气体机械的气体动压效应,能够为其表面磨损失效预测提供依据,对提高其工作寿命具有重要的指导意义。本文针对两种气体机械,开展了微间隙螺旋槽和三维螺旋结构的流场和气体动压效应分析和试验测试研究。具体研究内容如下:建立了螺旋槽气体轴承的动压分析模型,采用雷诺方程的FK修正模型,考虑气体稀薄效应的影响,对微间隙状态下气体动压进行了计算。采用基于统计学的GW接触模型,分析了气体轴承粗糙表面的接触力,获取螺旋槽气体轴承的动态气膜间隙、气浮力、接触力的变化规律。结果表明,气体轴承的转速越高,动压气浮力越大,接触力越小,当气浮力大于轴向载荷时,接触力减小到0。以涡旋压缩机三维螺旋工作腔为控制体,通过热力学第一定律及理想气体的状态方程,考虑泄漏行为,建立了涡旋压缩机工作腔的气体动压行为分析模型。利用CFD方法对涡旋压缩机的三维动压流场进行了建模仿真,分析了不同转速及出口压力下气体的压力、温度和速度分布,以及出口流量与动涡盘的受力。结果表明,吸气过程中,工作腔气体的温度和压力不变,质量增加;在压缩过程中,气体的压力和温度增加,质量不变;在排气过程,气体的压力与温度逐渐降低并达到稳定,质量逐渐减小。泄漏行为主要影响压缩过程中腔内气体的质量,且压缩机转速越低,泄漏越严重。转速越高,涡旋压缩机内气体的峰值压力和温度越高;气体的出口流量越高,动涡旋盘所受的作用力越大。当出口压力越高,腔内气体的压力越高,动涡旋盘受力越大。针对气体轴承在运转过程中的表面接触与摩擦行为,提出了一种动压气体机械动态摩擦性能的测试方案,设计并搭建了动态摩擦性能的测试装置。测试了转速和载荷对气体轴承动压性能的影响,获取了气体轴承脱离接触的临界转速。