多孔介质燃烧及换热具有燃烧强度大、负荷调节范围广、污染物排放低、燃烧稳定性好、结构紧凑等优点,应用于燃气热水加热领域,可以显著降低金属铜的消耗量,并可阶低污染物排放,使热水器负荷调节范围加大。本文结合国家对天然气大力推广的背景,以天然气清洁燃烧为目的,重点研究了绝热及换热条件下的惰性多孔介质内温度分布、燃烧波传递、污染物生成规旅等特性。多孔介质燃烧涉及到流体的流动、传热和化学反应过程,本文对超绝热燃烧和燃烧波的形成机理及其影响因素进行了理论分析,对多孔介质流体流动参数进行了分析计算。根据污染物的生成原理,理论上提出了减少污染物生成的方法。设计了多孔介质燃烧及换热一体实验台,对燃气和空气预混腔进行优化设计,保证了溉合的均匀。将螺旋管式换热装置埋置在多孔介质小球堆积床内,比“水套式”换热装置的效率更高。采用数据采集模块和工控软件相结合,在KINGVIEW开发平台上编写程序,实现了测试数据的自动采集和实时监控。还对实验采集系统硬件进行了精准度测试及误差分析。通过改变多孔介质粒径大小及组合方式、燃气负荷、当量比、冷却水流量等参数,完成绝热及换热条件下的温度场分布、燃烧波传递速度、污染物排放及换热效率的测量。进行了多孔介质的绝热燃烧试验,通过调整当量比及改变燃烧负荷,得到了多孔介质燃烧器的理想启动方式。对燃烧波传递规律进行了研究,得出多孔介质粒径大小与燃烧波传递速度成正比规律。试验还研究了燃烧负荷、当量比、多孔介质粒径组合对污染物生成的影响,随当量比的增大,NOx的生成量不断增大；燃烧强度越大,NOx的生成量越多：CO的排放量先随着当量比的增大而减小,后随着当量比的增大而增大。在不同粒径组合下的污染物排放中,CO值远远高于NOx值。且.孔隙率较小时具有较高的CO排放量和较低的NOx排放量。对添加换热设备后的多孔介质燃烧进行了试验,得出了换热时的多孔介质温度场分布。研究了不同孔隙率的多孔介质温度场分布情况，不同燃烧强度及当量比下的换热效率,最高热效达107%。还对换热状态下的污染物排放规律进行了研究,得出NOx排放量随燃烧强度的增大而小,随当量的增大而增大,NOx生成不仅与燃烧室温度有关,还与多孔介质内的氧气浓度及烟气停留时间有关系,CO的排放趋势也随当量比的增大而增大,且燃烧负荷越大,多孔介质空隙率越小，CO排放量越高。本文对多孔介质绝热及换热条件下的温度情况、燃烧波传递、污染物生成规律以及换热效率等内容进行了系统研究,为多孔介质燃气热水器的开发及利用提供了理论及实验数据支持。