生物质气是通过对生物质进行气化、热裂解、填埋、生物发酵等方法得到的传统化石燃料的替代能源。生物质气能应用于燃气轮机、锅炉、内燃机等与工业和日常生活息息相关的设备。为了更好的利用生物质气这种对环境污染小,但是热值较低的燃料,我们必须对它的燃烧特性进行详细的研究和分析,本论文的具体工作如下:对生物质气火焰通过详细的化学反应动力学机理研究了其层流燃烧速度和火焰的结构。研究对象包括气化气、气化气和甲烷掺混的混合气、热裂解气、填埋气、合成气。对这些生物质气的火焰传播速度使用了两种详细化学反应动力学机理进行数值模拟,并与有关实验数据进行了比较。这两种反应机理的计算结果都和实验数据比较一致。典型填埋气和甲烷/气化气混合物的火焰结构都和甲烷相类似,这些火焰的反应区都包括一个很薄的内层和一个相对较厚的CO/H2氧化层。气化气、热裂解气、合成气的火焰结构在氧化层上与甲烷火焰比较相似。总体上,所有这些生物质气火焰的化学反应都发生在一个很薄(厚度小于1mm)的区域内。所有生物质气的火焰面厚度都与各自的层流燃烧速度成反比。填埋气的火焰传播速度与气体中的甲烷含量成正比,而对于气化气、热裂解气、合成气这类含有氢气的气体,其火焰传播速度与气体中的氢气含量成正比。对富氧燃气在燃气轮机中燃烧的热力学与燃烧特性进行了研究。文中考虑了全混反应器模型和扩散燃烧模型。研究了燃料在全混反应器中燃烧所需要的停留时间问题,并与实际燃气轮机的工作情况进行了比较。还进一步计算了扩散火焰在不同氧化剂初始温度和组分情况下的燃烧温度和火焰熄灭的情况。研究发现如果燃料、氧气、稀释剂进入燃烧室的流量不恰当的话,大部分富氧燃气并不能达到燃烧的要求。对于富氧燃气的燃烧,氧气和稀释剂的比例存在一个范围,在这个范围内,燃烧火焰是稳定的,烟气中残留的氧气量和中间组分也都会很少。在多孔平面燃烧器上使用热通量法测量了五种生物质气的层流火焰速度,同时通过详细的反应机理进行了数值模拟并与实验结果相对比。其中,对甲烷的燃烧速度模拟与实验结果相一致;在贫燃和中等富燃区域,气化气的燃烧速度中GRI-Mech 2.11的模拟结果与实验比较吻合,而GRI-Mech 3.0的结果则比实验值低;在高富燃区域,两种模拟结果都比实验值低。气化气和气化气/甲烷混合气的最高燃烧速度与甲烷相比,都出现向富燃区偏移的现象。最后测量并计算了甲烷在不同初始温度下的层流燃烧速度,与相关文献数据进行了比较。