合成气作为一种日渐受到瞩目的气体燃料,其应用具有广阔的前景。但是,由于合成气的制备方式多样,在制备的合成气中除了主要的可燃气体氢气和一氧化碳以外,还有组分不等的稀释气体:氮气和二氧化碳。由于合成气成分复杂,其燃料理化性质随组分变化有所不同。因此,所体现出的燃烧特性存在多样性,有必要开展系统的实验研究对合成气燃烧提供重要数据保障,也为湍流预混火焰提供更为广泛的基础数据。搭建了湍流定容燃烧试验装置。该装置主要由定容燃烧弹系统、进排气系统、湍流生成系统、点火系统以及光学拍摄系统组成。与其他研究者的湍流燃烧速度以及传播速度实验结果进行了对比,得出该系统具有良好的准确性。针对稀释气体对合成气湍流预混火焰锋面结构的影响开展了研究。针对不同初始参数下火焰演变特性开展了研究,采用Matlab对火焰图片进行高质量的轮廓提取,分析了稀释气体种类和组分、湍流强度、当量比以及氢气比例对湍流预混火焰局部结构特性的影响,进一步提取火焰局部半径,对传播过程中火焰锋面前后变化相关性进行量化,明确了火焰轮廓发展的影响机制。针对稀释气体对合成气湍流预混火焰传播特性的影响开展了研究。研究了不同稀释气体种类和组分、湍流强度、当量比以及氢气比例下火焰演变特性,对火焰有效半径进行了提取,揭示了时间半径变化规律和火焰传播速度影响机制。通过计算得到火焰可燃气体与未燃气体密度比,分析了不同初始参数对火焰湍流燃烧速度和相对湍流燃烧速度的促进权重,揭示了不同初始条件对火焰传播特性的影响。针对稀释气体对合成气湍流预混火焰加速特性的影响开展了研究。分析了火焰非线性传播的影响因素,针对不同初始条件下火焰临界半径变化规律进行分析,通过对不同稀释气体对火焰加速特性和分形特性的影响进行相关分析,揭示了火焰加速指数和分形超量随不同初始条件的变化规律,并对稀释气体种类和组分对火焰自湍化影响进行了定量分析。