作为新型的燃烧技术，多孔介质燃烧具有稳定性好、燃烧效率高、热负荷调节范围大、污染物排放低、体积小、结构紧凑等优点，受到各国学者的高度关注。随着对多孔介质燃烧技术日益全面、深入的研究，多孔介质燃烧技术应用到各类设备中的研究也受到国内、外研究者关注。本文在总结、分析前人研究结果的基础上，利用多孔介质燃烧技术的诸多优点，设计了应用于不同系统的几种燃烧器，并通过实验证实了预期的各项性能，为以后燃烧器的研究、设计和运行提供实验数据。本文主要工作包括用于多孔介质燃烧器的回热器的设计，侧面辐射式多孔介质燃烧器的实验研究，端面辐射式多孔介质燃烧器的性能研究，CO2发生器的研制等。　　 本文基于回热式多孔介质燃烧系统的构想，在提高能量利用率同时，提高燃烧器工作性能。回热是利用回热器将燃烧尾气中的余热回收，加热新鲜来流空气，从而提高多孔介质燃烧器的燃烧特性。为此，本文首先设计了用于多孔介质燃烧器的气-气换热器。通过对不同类型换热器的比较分析，最终选择壳管式固定管板换热器，并采用工程实用设计方法进行设计计算。实验结果表明，本文设计的换热器性能符合设计要求。　　 为了给TPV提供辐射热源，本文利用多孔介质高热容和良好的导热特性，设计了侧面辐射式SiC多孔介质燃烧辐射器，研究当量比、功率对燃烧辐射器的热负荷、燃烧稳定范围、表面温度均匀性和辐射效率的影响，并将回热器应用于该系统，研究回热对燃烧器性能的影响。研究结果表明：当量比与功率对多孔介质燃烧器辐射效率都有较大影响。固定当量比时，提高燃烧功率可增大燃烧器表面温度和降低表面温度梯度，固定功率时，存在最佳当量比使辐射器表面温度梯度最低。回热器可以提高辐射器表面温度均匀性和辐射效率。小功率时，增大功率导致辐射效率增加明显。本实验研究的燃烧辐射器无回热功率为7.0kW、当量比为0.75时，辐射效率最高达34.7％；而回热后最佳当量比降低到0.54，其对应的辐射效率提高到36.9％。　　 为了提高TPV热源温度均匀性，本文设计了一种基于多孔介质燃烧的新型端部辐射器，研究不同预混气体流速(功率)下当量比对燃烧器燃烧稳定性、多孔介质内部温度、辐射器表面温度及其均匀性、污染物排放等特性的影响。实验结果表明，该燃烧器辐射表面的温度均匀性较好，最大相对温度波动小于3％；小功率燃烧时，多孔介质内部温度及端部辐射表面温度都随当量比增大而增加，且流量越大增大程度越剧烈。实验工况范围内，最大辐射效率达23％，污染物NOx排放低于25PPM。在当量比高于0.45时，CO排放均低于10PPM。　　 为了满足仿生学灭蚊器对CO2温度、浓度合适气体源的需求，设计了小型二氧化碳发生器。该装置的核心部分是小尺寸多孔介质燃烧器。通过系统的一体化设计，将预热、回热、散热环节集成到一个紧凑的装置内，并具备自动电子点火、熄火报警等功能。实验采用丙烷为燃料，由小功率风扇提供燃烧空气，丙烷由喷嘴喷入，完成空气/燃料预混后，在多孔介质中组织燃烧。实验研究了不同当量比时燃烧室温度与尾气温度的变化，并对尾气的成分进行了分析。结果表明，该装置能产生符合要求的二氧化碳气体，且NOx、CO等污染物排放少，能耗低。