近年来，由于化石燃料的有限性以及化石燃料的大量使用所造成的一系列的环境问题，越来越多的注意力集中在了清洁可再生燃料的寻找上，正丁醇作为一种清洁生物燃料得到了广泛的关注。相对于被广泛利用的生物乙醇来说，正丁醇热值较高、挥发性小、腐蚀性小,可以用现有输油管道运输，并且正丁醇的物理化学性质与汽油非常相似，可以与汽油以任意比例互溶，因此丁醇具有良好的应用前景。目前，关于正丁醇的研究主要集中在发动机台架试验研究上，而对于正丁醇的基础燃烧特征研究较少。因此，本文以正丁醇为研究对象，对正丁醇及其掺混燃料的预混层流燃烧特性进行了实验和模拟研究。在实验研究中，借助于向外传播的球形火焰，研究了不同燃空当量比、初始压力下正丁醇-乙醇/正庚烷/异辛烷的预混层流燃烧特性，详细分析了初始条件及掺混燃料的种类对正丁醇预混层流燃烧速度和火焰不稳定性的影响。实验结果表明，燃料的无拉伸火焰传播速度和层流燃烧速度均随当量比的增加先增加后减小，并在当量比为1.1附近达到最大值。提高初始压力时，燃料的层流燃烧速度降低，火焰不稳定性增加，火焰出现细胞状结构的时间提前。四种燃料当中乙醇的层流燃烧速度最快，异辛烷最慢，正丁醇和正庚烷介于两者之间。在正丁醇中掺入异辛烷和正庚烷会降低其层流燃烧速度，但马克斯坦长度增加，即火焰的稳定性提高；当在正丁醇中掺入乙醇时，结果恰好相反。在本文中，借助于气相化学动力学软件CHEMKIN PRO，对不同压力及当量比下正丁醇-空气混合物的一维平面火焰进行了模拟研究，分析了一维平面火焰的结构以及层流燃烧速度的敏感性。结果表明，当量比小于1时，正丁醇层流燃烧速度的试验值与模拟值具有良好的一致性，当量比大于1.2时，试验值大于模拟值。通过平面火焰结构的分析表明，增加初始压力可以提高火焰的最终温度，但对主要产物的摩尔浓度影响不大。敏感性分析表明正丁醇的层流燃烧速度对与OH、O、H有关的基元反应比较敏感，对与正丁醇有关的基元反应并不敏感。