微小尺度的燃烧器因其具有寿命长、能量密度大等优点在汽车、机电、航空航天等领域占据越来越重要的地位,为使得微小尺度燃烧器实现更高效、更稳定的燃烧,微小尺度燃烧特性的研究具有重要的意义。近些年,越来越多的研究学者对微小尺度燃烧做了大量的研究,但是仍有很多问题需要解决。本文针对非预混射流燃烧,相对于传统的圆柱形喷管,将对称四波瓣喷管结构引入燃烧领域。对小尺度的圆柱形喷管和对称四波瓣喷管进行了实验研究,并对小尺度对称四波瓣喷管氢气/氧气非预混射流扩散燃烧采用了三维稳态数值模拟研究。详细分析了其燃烧特性,同时分析了喷管管壁传热作用、燃烧器入口参数和燃烧室参数对燃烧特性的影响,对后续小尺度波瓣喷管燃烧极限和混合燃烧室尺寸进一步小型化提供了一定的理论依据和参考价值。首先,对圆柱形喷管和对称四波瓣喷管在半受限空间中进行自由射流扩散燃烧和伴随射流扩散燃烧实验,对比两者的燃烧性能。得出:对称四波瓣喷管在半受限空间中射流扩散燃烧较圆柱形喷管具有更好的燃烧性能。其次,对具有更好燃烧性能的对称四波瓣喷管在受限空间中射流扩散燃烧进行数值模拟研究分析其燃烧性能,同时研究喷管管壁传热作用对燃烧特性的影响。得出:由于波瓣周期性的花瓣结构,在喷管出口附近产生流向涡使得燃料和氧化剂混合交界面面积增加且周向45°位置处反应更加剧烈;喷管管壁的传热作用使得燃烧室内的反应速率提高,同时也加剧了喷管内部的反应。接着,研究了燃烧器入口参数对燃烧特性的影响。得出:随着燃料入口流速增加,火焰长度增加,混合燃烧室内反应区域和反应速率增加,喷管内部反应区域和反应速率减小。过量空气系数增加,燃烧室反应速率增加,反应区域向喷管出口和中心轴线集聚,喷管内部反应区域和反应速率增加。最后,研究了混合燃烧室参数对燃烧特性的影响。得出:随着燃烧室直径的增加,化学反应速率增加,氢气转化率提高,反应区域向喷管出口和中心轴线集聚,喷管内部反应区域和反应速率增加。而在燃烧室直径为10mm,燃料体积流量为908)7)?8)4)9)工况下,燃烧室管壁导热系数对燃烧特性影响不大,喷管内部中心轴线反应、中心轴线氢气转化率和火焰形状基本不变,导热系数的增加使得燃烧室内反应速率略微减小。