火焰的化学发光具有自发性的特点,与燃烧过程有着直接联系,在此基础上发展起来的化学发光燃烧诊断技术具有良好的应用前景。但是,目前的研究多停留在发光强度对火焰特性的定性表征阶段,不利于真正利用化学发光对燃烧过程进行测量分析。因此,实现化学发光的定量测量,进而建立化学发光与燃烧特性之间的定量关系具有重要意义。本文提出了基于标准光源的化学发光定量测量方法,并通过甲烷-空气射流扩散火焰数值模拟和实验结果的对比进行了验证。结果表明,该方法简单易行、准确度高,可实现化学发光光强向激发态自由基辐射速率的转变。在此基础上,对不同火焰的化学发光特性及其对燃烧参数的表征进行了探究。首先,对不同气速比的射流扩散火焰进行了实验研究,发现与CH*的辐射分布相比,OH*要多一个位于火焰下游的次级反应区。随气速比增大,该区反应强度变弱,而位于火焰中上游的OH*和CH*的核心反应区和过渡区反应却相对增强。其次,采用GRI-Mech3.0基态反应机理和OH*和CH*激发态反应机理,对不同压力、当量比、出口速度下的平面预混火焰进行了模拟,并引入深度学习方法建立了利用OH*和CH*的数密度来表征放热率的神经网络模型,实现了双组分化学发光对放热率的准确预测。再次,通过实验探究了层流和湍流状态下,射流预混火焰OH*和CH*的化学发光特性,并对化学发光对当量比的表征进行了讨论。层流状态时,与射流扩散火焰类似,OH*的整体分布要明显高于CH*;而湍流的影响使得二者的分布趋于一致。还发现,随着当量比增大,若OH*和CH*辐射分布的轴向峰值先增后减,认为火焰为层流状态;若呈单调递增趋势,则认为火焰处于湍流状态。另外,得到了不同出口速度时通过OH*和CH*峰值比来表征当量比的统一关系式。最后,获取了低旋流预混火焰的化学发光特性,研究了化学发光对当量比和旋流数的表征。与上述两种射流火焰表现相同,相对于CH*的分布,OH*要更集中于火焰的下游。当量比增大时,火焰的化学反应趋于强烈,核心反应位置向火焰下游发展,且富燃时火焰下游也出现了OH*的次级反应区;而随着旋流数增大,OH*和CH*辐射分布的形状则发生了明显的变化。基于这种现象,得到了分别用CH*辐射的轴向峰值和分布高度来表征当量比和旋流数的拟合公式。