煤的气化是洁净煤技术的重要方向。氧气分级气化技术是具有优势的煤气化技术。该技术中的分级给氧是技术关键。本文将使用可燃气体中氧气射流火焰对其燃烧特性进行研究。本文设计搭建了石英燃烧器实验系统,分别使用CCD+Matlab图像处理、硅涂层双铂铑热电偶、PIV等测量了火焰的形状和结构、温度场、流场,研究了不同化学当量比、雷诺数、燃料组分对反扩散火焰燃烧特性的影响,并与常规扩散火焰进行对比。利用FLUENT软件对反扩散火焰进行温度场和流场的三维数值模拟,并与实验测量数据进行比较,以期对反扩散火焰有一个全面的认识理解。研究表明,在低雷诺数(Re<500)工况下,反扩散火焰高度大体上随化学当量比的增加和雷诺数的减小呈现降低的趋势,这与以往研究者在较高雷诺数下(Re>1000)的研究结论不同。影响反扩散火焰高度最主要的因素是化学当量比和雷诺数,影响反扩散火焰温度的主要因素是化学当量比、雷诺数和燃料组分。反扩散火焰的温度场在一定程度上证明了反扩散火焰中存在部分预混。根据Thring- Newby相似准则确定的常规扩散火焰与反扩散火焰在燃烧特性方面存在较大差异,发现反扩散火焰的可燃性范围要大于常规扩散火焰。与常规扩散火焰相比,反扩散火焰短、颜色深且亮度高;与反扩散火焰不同,常规扩散火焰高度随化学当量比的增加而增大;常规扩散火焰的平均温度和最高温度都小于反扩散火焰。基于六面体网格+R k-ε模型+简化PDF模型基础上的数值计算,模拟结果与实验研究的趋势一致,表明该模型可用来分析认识反扩散火焰。