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以微型燃气轮机为动力装置的分布式供能系统适用于生物质气、合成气等混合新型清洁燃料,具有能源利用效率高,因地制宜等优点。环形燃烧室作为微型燃气轮机的关键部件之一,直接改烧混合气将对燃烧特性产生影响。因此,应用OH-PLIF技术对环形燃烧室的混合气燃烧特性研究有助于更好的组织燃烧过程,并获得燃料组分等参数对火焰结构的影响规律,为环形燃烧室优化设计及提高燃烧效率提供理论依据。本文利用模化计算得到微型燃气轮机环形燃烧室模型参数,选用CH4、H2、CO2和空气为混合气主要燃料。通过平面激光诱导荧光火焰诊断技术,测量预混湍流燃烧过程中OH自由基分布,并研究环形燃烧室燃烧特性。定义火焰结构特征参数,定量的分析各种因素对火焰结构及现象的影响规律。首先,通过环形燃烧室的甲烷预混火焰的CCD图像及OH自由基的平均和瞬时图像,可以得出:甲烷预混火焰在环形燃烧室处于褶皱火焰片模式;整体OH自由基分布呈现环形结构,并产生托举与火焰分叉现象;雷诺数增加使内焰长度Li增加,外焰Lo减小,其宽度b均呈上升趋势,外焰相对弯度F增加。康达效应使内焰向内壁面弯曲,火焰张角θ增大;适当的调节预混火焰的当量比,有利于火焰结构的稳定。其次,通过研究不同当量比下不同掺氢比（0.31.2）的H2/CH4/Air预混火焰OH自由基的瞬态和平均图像,获得了当量比及其他参数对燃烧状态的影响规律,定量分析了火焰结构特征参数的变化趋势,得出以下结论:随着掺氢比的升高,火焰弯曲摆动程度逐渐降低,主燃区面积逐渐扩大,整体OH自由基荧光强度升高,锋面褶皱程度增强;随着当量比的升高,火焰前锋面尺度减小,整体燃烧强度提高,OH自由基在主燃区以外区域的荧光强度和分布面积增加;内焰长度Li随着掺氢比增加而先升高后降低,外焰长度Li和内、外焰宽度b均升高;内焰宽度的最大值要明显大于外焰宽度最大值;火焰张角θ在低掺氢比条件下基本不变;在较高掺氢比条件下,θ随着当量比的升高而急剧上升;外焰相对弯度F随掺氢比的增加先降低后升高,H2浓度的升高使得火焰对康达作用的响应更加积极。最后,通过不同当量比条件下不同CO2浓度稀释（4%16%）的甲烷预混火焰OH基相对分布的瞬态和平均图像并结合火焰结构特征参数变化,可以得出:随着CO2稀释率的升高,预混喷口外的锥形火焰结构发生破碎现象,局部熄火和点火事件概率升高;主燃区的燃烧强度减弱,但弱燃烧区域加强;当量比降低,火焰锥形反应区的厚度减小,最大OH基荧光强度减弱,燃烧反应区域有效面积整体缩小;内、外焰长度L和宽度b均随稀释率增加而减小,且低当量比时受影响程度较大;火焰张角θ与外焰相对弯度F都随稀释率的增大而增加,CO2浓度升高一定程度上促进了康达效应。