中文摘要：

微尺度的燃烧机理及燃烧稳定性已成为国际MEMS领域的研究热点之一，本项目围绕微尺度热力熄火和微燃烧火焰稳定机理，采用试验研究、数值模拟和理论分析相结合的方法，研究了在表面催化、可控散热和预热过焓条件下的圆管内氢气/空气预混气的燃烧特性和熄火极限，分析得到了微尺度燃烧中加强燃烧稳定性的方法，加深了对热力熄火机理和稳燃机理的认识。在微尺度燃烧中，辐射散热在壁面散热中占主导地位，散热损失可高达80%~95%，是引起熄火的重要原因。燃烧器表面镀铂、提高环境温度、减少散热、和预热来流气等方法都可以在一定程度上有效地扩展可燃极限、增加火焰稳定性，尤其是在预混气流量较小的情况下。预混火焰由壁面向中心传播，呈圆锥形。随着气流向后流动，燃烧区域截面温度曲线由"U"形变为"M"形，后又变为倒"U"形。与无催化相比，催化微燃烧的反应区域大，反应温度略低100K左右，燃烧段散热小，有利于火焰稳定。微尺度燃烧器中气体和管壁存在热回流，在燃烧区域附近热回流更强，热回流最大处总位于温度最高点的上游位置。加热未燃预混气体热量主要来自火焰向上游热回流、外侧气体向内热流和外侧火焰面向内的热流，前两者都是热回流形成。