微型动力系统已经被广泛应用到生活的各个领域,尤其是在生物医学,航空航天等领域,未来的发展已经与微型动力系统的发展紧密联系在一起。微型燃烧器作为微型动力系统的核心部件,能否实现更加稳定燃烧已经成为当前主要关注点。微型燃烧器具有高能量密度的优势,极具发展前景,但受散热,“淬熄效应”等因素影响,火焰反应强度降低,甚至出现熄灭。为了更好促进微型燃烧器稳定高效运行,当前主要采用“超焓”燃烧技术和催化燃烧,加氢等方法进行稳燃。“超焓”燃烧技术对燃烧器结构有要求,催化燃烧过程中催化剂对氧气的选择性影响燃料反应。“加氢稳燃”对燃烧器结构要求低,操作简单更易实现,同时不需要考虑加入催化剂对小空间流场影响,能够有效规避催化剂对氧气的选择性造成的影响,因此,“加氢稳燃”的方法值得深入研究。当前对加入氢气后微小空间火焰变化情况以及内部反应机制的相关研究尚不完全,所以有必要在微小空间内对加氢后的热量变化,自由基团分布,化学反应机制等进行研究。通过搭建好的实验台,得出随着间距减少甲烷火焰将呈现出“稳定火焰”,“FREI火焰”以及“淬熄”三种状态。加氢后稳定火焰区间范围加大,“淬熄”区间范围减少,表明加入氢气能有效拓宽火焰可燃范围。在稳定火焰区间,探究了间距变化和过量空气系数变化对甲烷火焰的影响,随着间距减小,火焰锋面温度逐渐降低;相同间距时,过量空气系数越大火焰锋面温度越高;加入氢气后温度略有降低。加入氢气会拓宽燃烧尺度极限,使得火焰能够在间距为5mm时稳定燃烧。“FREI”火焰传播将经历先加速后减速的过程,加入氢气后甲烷的“FREI火焰”周期变小,最大速度变大,同时会越快达到速度峰值。基于实验台进行数值模拟,对实验获取的实验现象进行解释,间距从15mm减小到7mm,“面体比”分别为0.21,0.23,0.26,0.30,0.37,面体比越大表示散热效应越强,由于热量散失,所以在小间距时火焰难以保持稳定。加氢后拓宽可燃范围是由于H2反应生成的中间产物H与HO2也能直接参与到基元反应中促进OH生成,并且加入氢气后能降低火焰与壁面之间的相互作用,促进火焰稳定。加入氢气后温度会降低主要是由于甲烷与氢气之间的热值差异导致,同时R17:H+O2+M<=>HO2+M作为HO2主要生成反应,R17反应的火焰热释放率（HRRmax）表现出负温度依赖性,加入氢气后R17放热量减少,因此温度降低。甲烷火焰中CH3基团与CH2O基团相关反应会影响总热释放率大小,R6:O+CH3<=>H+CH2与R73:CH3+O2<=>O+CH3O在甲烷燃烧过程热释放率远大于其他反应,R6与R73反应速率都随着“掺氢比”增加逐渐减少,随着“掺氢比”变大减小的趋势变缓。氢气火焰中总热释放率主要受HO2相关反应的影响,R17与R29:H+HO2<=>2OH对氢气火焰的“总热释放率”影响较大,R17与R29反应速率都随着“掺氢比”增加逐渐增加。因此随着“掺氢比”增加,火焰峰值温度逐渐降低,但降低幅度不大。过量空气系数增加温度会增加是因为氧气增加促进与流场中H基团通过R22生成大量更具有反应活性的O基团,促进氧化放热使得系统温度扩大。H和OH基团的浓度能直接决定火焰速度,所以加氢后火焰高度降低。