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生物质气射流扩散火焰的燃烧特性研究有助于深入研究生物质气的燃烧特性,为设计生物质气燃烧设备提供理论依据。设计并搭建的生物质气燃烧实验装置是由燃烧装置、燃料供应系统、数据测量和采集系统组成。燃烧装置由不同孔径的气体燃烧器构成,气体燃烧器固定在实验台上,并通过燃料管连接燃料供应系统;燃料供应系统由燃料瓶和流量控制器构成;数据测量和采集系统由火焰形态测量系统和火焰温度采集系统构成;火焰形态由数码摄像机拍摄和记录,火焰温度由数据采集仪、K型热电偶和PC计算机共同测量和采集。将Delichatsios关联式和甲烷射流扩散火焰长度的实验结果进行对比,验证了实验装置的可行性和测量结果的准确性。采用生物质气作为燃料,对生物质气射流扩散火焰的长度特性进行了实验和理论研究,并探究了燃料出口速度和燃料体积流量对火焰层流区雷诺数Re的影响。结果表明,喷嘴直径d=2 mm时,生物质气火焰层流区Re明显高于典型层流区间(0~2300);甲烷和生物质气层流无量纲火焰长度L~*与Re呈正比;因此根据实验结果拟合得到一种新型、预测精度高的无量纲层流扩散火焰长度的经验关联式,并进行了误差分析,误差结果满足工程设计及运行的精度要求;在完全湍流状态下,L~*为常数;实验发现,生物质气射流扩散火焰的轴向温度分布符合轴向射流扩散火焰温度先上升后稳步下降的基本规律,火焰的峰值温度随着流量的增大而增大,但却随着喷嘴直径的增大而降低。研究了火焰稳定器对生物质气射流扩散火焰的影响。生物质气射流扩散火焰在火焰稳定器上的火焰扩展长度随着燃气流量的增大而增大,并最终趋向于定值;大流量下,火焰稳定器目数越大,火焰的扩展长度就越大;实验发现,流量、目数和喷嘴直径对生物质气扩展火焰温度分布有着显著影响。40目火焰稳定器的扩展火焰温度从扩展火焰中心沿径向逐步降低,而100目和400目火焰稳定器的扩展火焰温度从扩展火焰中心沿径向先上升后下降;扩展火焰的峰值温度随着流量的增大而增大并最终趋向稳定;扩展火焰的峰值温度随着目数和喷嘴直径的增大而降低;扩展火焰的最大峰值温度未超过1000℃,而生物质气射流扩散火焰的最大轴向峰值温度已超过1000℃,故火焰稳定器能够降低火焰峰值温度,实现低氮氧化物排放。