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针对目前户用型炉具的应用及研究现状，在结构设计上还存在着很多问题和缺陷，本研究从提高一体式生物质气化炉的燃烧热性能出发，进行了一体式生物质气化炉灶头的设计及计算，采用CFD技术对不同结构的气风混合室内部流场进行了数值模拟，并且对不同结构的气风混合室进行了燃烧热性能试验，确定了最佳的气风混合室内壁结构。另外，通过燃烧热性能试验分析了二次风流量对灶头燃烧热性能的影响，揭示了灶头燃烧热性能随二次风流量变化的规律。本研究为炉灶一体式生物质气化炉气风混合室的结构优化和燃烧条件提供了理论依据和科学数据。本研究主要得出以下结论： ⑴设计了一套适用于炉灶一体式生物质气化炉的专用灶头，包括气风混合室、大火盖、小火盖和分流管。其中气风混合室的结构采用切向进气口和切向进风口的形式，实现了二次风与气化气在混合室内切向循环，可形成旋流；大火盖设计为切旋式，呈锥体，火孔形状为条形，火孔总面积为373mm2，火孔总数为19个，使灶头的额定热流量达到了2.0kW，可保证火焰与锅底充分接触；小火盖设计为帽形，火孔形状为圆柱形，火孔总面积为140mm2，火孔总数为20个，确保灶具不发生脱火和回火；分流管设计为锥形，上锥度直径为30mm，下锥度直径为90mm，该结构使混合气合理分配到大小火盖上，保证了火焰的均匀分布。 ⑵为改善气风混合效果，达到提高燃烧效率和火力强度的目的，在柱面式气风混合室的基础之上又设计了锥面式和抛物面式气风混合室，采用Fluent软件对3种气风混合室进行了流场数值模拟。流场模拟结果表明，柱面式混合室内气风速度分布不均匀，存在独立涡流，能量损耗较大，气风混合效果较差，并且在上升过程中有回流出现，阻碍气流上升；锥面式和抛物面式气风混合室内气风混合室外侧与内侧压差较大，气风沿切向向室内中心螺旋向上汇聚，气风混合效果较好，对气风混合效果有显著改善。 ⑶测试分析了3种结构的气风混合室时灶头的燃烧热性能，燃烧热性能试验表明，在相同二次风流量下，柱面式气风混合室的热效率和火力强度低，仅为17.49％和1.11kW；而锥面式和抛物面式气风混合室的热效率和火力强度却分别达到了34.45%、2.45kW和34.62%、2.46kW，对燃烧灶头的燃烧热性能有明显改善。 ⑷研究了二次风流量对灶头燃烧热性能的影响，当二次风流量为0.15m3/min时，灶头燃烧效果最佳，热效率高达36.61%，火力强度高达2.85kW，烧水至沸腾时间为13min，并在该二次风速度时燃烧稳定，无白烟和回火产生。