基于多喷嘴对置式气化炉热态实验平台，进行了水煤浆气化温度场及火焰形态等的实验研究，建立了结合光学分层成像和比色测温法以单视角还原炉内三维温度场的计算方法，分析了水煤浆气化三维温度分布特性，引入光场成像系统并结合多种内窥式可视化技术研究了炉内撞击火焰高度和脉动频率等特征，基于高速摄像等可视化技术研究了炉内颗粒的温度及运动特性，研究为多喷嘴对置式气化技术工业装置的长周期、稳定及高效运行提供了理论依据和技术支撑。　　研究获得了柴油和水煤浆气化火焰图像，结果表明两喷嘴水煤浆气化无法形成明显火炬，随氧碳比的升高，四喷嘴水煤浆气化时炉内亮度和温度均增大，各喷嘴雾化张角随氧碳比的升高而减小，氧碳比高于1.0后喷嘴雾化张角将保持稳定。经热电偶测量得到轴向温度分布，随着氧气流量的增加，气化炉整体温度升高。水煤浆气化热态实验过程中喷嘴平面温度维持在1400～1600K之间，喷嘴平面上段整体温度高于喷嘴平面下段整体温度，气化室出口温度约1100K左右。　　结合光学分层成像和比色测温法重建了炉内不同氧碳比时的水煤浆气化三维温度分布，气化状态下产生1500K至2300K左右的高温区域并形成粗壮的十字形火炬结构，空间内各截面温度分布更加均匀，各截面内的高温区所占面积比例高于柴油气化，轴向温度梯度相对较小，耐火砖壁面温度维持在1550K以下，高温区被约束于炉膛截面中心，气化炉整体温度随氧碳比增大而升高。　　经标定的光场相机与经畸变校正后的侧面内窥镜成像系统联用获得水煤浆气化撞击火焰高度及脉动频率。随着氧碳比的增大，平均火焰高度和最大火焰高度均升高，但升高趋势逐渐下降，高度波动范围缩小，拱顶对气化炉内流场的折返流区影响增强。针对多喷嘴对置式气化炉热态试验装置，操作氧碳比应控制在0.9至0.95的范围内。火焰脉动频率结果表明，随着氧碳比的升高，炉内撞击火焰稳定性增强，不同氧碳比下的撞击火焰特征频率均小于10Hz，且特征频率及其对应的幅值均随之降低，撞击火焰稳定性（即气化反应稳定性）在氧碳比升高至1.00时达到相对稳定。侧面90°成像系统能够更加灵敏地测量气化炉内气化室上部区域的反应稳定性，而侧面45°成像系统则能够反映气化炉内气化室喷嘴平面附近的反应稳定性。　　采用多种先进炉内可视化技术研究炉内颗粒形态及运动规律。根据颗粒在炉内温度的不同将其分为五种类型:无尾迹的高温颗粒、带有高温尾迹的高温颗粒、带有高温尾迹的低温颗粒、带有低温尾迹的低温颗粒和无尾迹的低温颗粒。具有反应活性的无尾迹低温颗粒与高温火焰接触后将转化为带有高温尾迹的低温颗粒，反应结束后转化为不具反应活性的无尾迹低温颗粒;带有低温尾迹的低温颗粒接触高温区域后转化为带有高温尾迹的低温颗粒;带有高温尾迹的低温颗粒在粘附于耐火砖内壁后转变为无尾迹的高温颗粒;带有高温尾迹的高温颗粒在反应结束后形成无尾迹的高温颗粒。