金属纤维表面燃烧机是一种新型多孔介质燃烧机。与传统的扩散式燃气燃烧机相比,具有低氮氧化物排放、高燃烧强度、良好的抗回火性等优势。此外,金属纤维表面燃烧机机身结构紧凑,燃烧效率高,排烟损失小,符合我国节能减排的基本国策。本文基于金属纤维燃烧技术,运用商用软件对其流动与燃烧过程进行研究,得出了相应的模拟结果与结论。同时研发搭建了相应的燃烧机实验台,探究了不同工况下的燃烧状态与氮氧化物排放量。研究内容主要包括以下几个方面:(1)首先介绍了金属纤维表面燃烧机的组件结构,运行原理和工作特点。随后介绍了搭建的金属纤维表面燃烧机实验台,对于其具体系统构成与控制逻辑做了详尽描述。(2)进行了燃烧机冷态流动数值模拟,研究了不同混风组件配置条件下的燃气-空气混合流动情况。结果显示:内置叶轮与孔板能够有效提高燃气混合程度。(3)对于表面燃烧机实验台进行了冷态测试与热态实验研究。冷态情况下的流动情况验证了仿真结果的正确性,热态实验测量了实验台在各燃烧工况下的排放物浓度。实验结果显示,实验台在各工况下均完成了低氮燃烧,设计符合性能要求。(4)最后,针对特定工况下的金属丝排布方式进行了结构优化探究,获得了不同纤维排布方式对于模型区域内的冷态气体速度分布,热态温度分布及组分浓度分布等结果的影响。结果显示:变径双排金属纤维错排工况下得出了最佳的模拟结果。