论文针对全自动轻油燃烧机火焰长度与中餐式小灶室不匹配、燃烧效率低和氮氧化物排放过高的问题，研发一款具有短焰低氮特性的燃油燃烧器，以满足中餐式小型炉灶节能减排的迫切需求。以燃烧空气动力学理论为基础，对燃烧机出口空气动力场进行了冷态试验研究。结果表明：在稳焰器径向槽的上方存在一个由两个旋向相反的回流漩涡组成烟气回流区，它由同轴射流和旋转射流两种射流方式的叠加作用而产生；燃烧机出口的径向和切向速度分别呈“W”和“U”型分布。根据试验所得燃烧机出口流场规律，结合喷雾燃烧理论，初步设计了具有双旋流稳焰器和烟气自循环结构的短焰低氮燃烧器。采用数值模拟的方法研究了轻油燃烧机的喷雾扩散燃烧过程，选用标准k模型、颗粒随机轨道模型、PDF燃烧模型、DO辐射模型及NOX生成模型模拟轻质柴油的雾化、燃烧和传热过程。模拟结果表明：喷雾火焰在轴向对称面上存在两只火焰锋面，出口附近中心处温度较低，两只火焰锋面的高温区在二次反应区重新汇合，NOX生成主要集中于轴向火焰末端的高温区。模拟结果与实验数据基本吻合，验证了燃烧模型的可行性。利用Fluent软件对不同喷雾锥角和不同结构尺寸下短焰低氮燃烧器的燃烧特性进行了研究，结果表明喷雾火焰长度主要由油雾浓度和气流分布的匹配状况所决定。当喷雾锥角为70°、内旋流强度为0.736时，油气混合效果最佳，火焰长度比原结构降低了16.5%。当烟气循环率控制在合适范围内，可使NO排放大幅降低。当烟气循环率为4.1%时，NO排放最低，比原结构降低了56.1%。