本文自行设计了气体协流管式燃烧器实验系统，对水雾对层流预混甲烷火焰燃烧速度的影响规律进行了实验研究。主要研究内容和结论包括： (1)自行设计了独具特色的气体协流管式燃烧器实验系统，水雾喷头安置在燃烧管内部，预混气流带动水雾到达烧嘴上方与稳定层流预混火焰相互作用，整个实验台主要包括燃烧管系统、预混气系统、水喷雾系统和各种测试系统等，首先对管式燃烧器进行了火焰稳定性和烧嘴上方水雾雾场特性的实验研究。 (2)通过多次实验得到管式燃烧器的层流预混甲烷/空气火焰的回火和吹脱曲线，找到层流预混甲烷/空气火焰的稳定范围，结果表明富燃料时火焰的稳定范围比贫燃料时火焰的稳定范围要大的多。 (3)利用激光多谱勒三维粒子测试系统(LDV/APV)对管式燃烧器烧嘴上方的水雾雾场特性进行了实验研究，实验结果表明烧嘴上方细水雾滴轴向速度、雾滴径和雾通量都随预混气流量的增大而增大，液滴在烧嘴上方30mm范围内近似保持匀速运动，水雾滴径(D32)远大于无气体协流状态的雾滴径，通常都大于55μm，甚至达到100μm以上，雾通量的大小与预混气流量和水雾喷头距进气孔的距离有关。对烧嘴出口截面上气体协流水雾两相流作用的理论分析表明水雾使得预混气流速增大，对不同预混气流量下的水雾滴雷诺数的计算表明水雾滴的雷诺数随着预混气流量的增大而增大，水雾流场始终处于层流状态。 (4)采用全面积法和喷嘴法分别对不同浓度的稳定层流预混甲烷火焰的燃烧速度进行实验测量，实验结果表明甲烷浓度约在10.1％时火焰燃烧速度最大，全面积法的测量结果比喷嘴法的测量结果偏低，但是与前人的实验测量结果符合的更好，所以层流预混甲烷火焰的燃烧速度均采用全面积法来计算。 (5)重点实验研究水雾与层流预混甲烷/空气火焰的相互作用，研究不同条件的水雾对稳定火焰燃烧速度的影响规律，用水雾作用后与作用前火焰燃烧速度的比值SL/S0来表征水雾的抑制或增强效果。实验结果表明水雾与预混火焰的相互作用可改变火焰稳定的条件，当水雾的质量分数约大于40％时，足量的水雾可使得火焰产生拉伸吹脱现象，能够抑制火焰燃烧，当水雾的质量分数约小于40％时，水雾量不足却能使预混火焰加速燃烧，产生严重的回火现象。实验得到了水雾与预混甲烷火焰作用的五类不同的SL?S0～T曲线，且火焰被抑制吹脱熄灭前，其燃烧速度都至少会减小为未被水雾抑制时燃烧速度的一半左右。