微混合燃烧技术是一种通过缩小燃料和空气混合尺度来实现超低排放的新型燃烧技术,其独特的微型喷嘴阵列式布置方式,能够将完整的长火焰分解成许多个短小的微混合火焰,减小火焰长度和宽度,缩短烟气在高温区停留时间,进而实现低氮排放。本文基于自主设计的单喷嘴微混合燃烧器,以合成气为燃料,N2、CO2和Ar三种惰性气体作为稀释剂,研究流速、稀释率和稀释剂种类的变化对微混合燃烧器相关燃烧特性的影响,并基于单喷管燃烧器的模拟数据,研究了多喷管情况下燃烧器冷热态流场分布规律及相关燃烧特性。本文首先对单喷嘴微混合燃烧器的结构进行分析并建立了燃烧器流体域模型和流体域结构网格,通过网格无关性验证确定了后续模拟所采用的网格数量,然后查阅文献,分析对比了不同的合成气燃烧机理,最终采用一种16步简化合成气燃烧机理用于微混合燃烧器的热态模拟。在确定燃烧器网格模型和燃烧机理之后,本文以微混合燃烧器出口燃料分布均匀性、回流率、热态温度场形态和燃烧温度为评价指标,研究了当合成气成分为H2:CO=1:1和H2:CO=2:1时,旋流孔流速、稀释率和稀释剂种类的变化对上述燃烧器流场和燃烧特性的影响,确定了适用于不同合成气成分下的微混合燃烧器旋流孔流速范围、稀释率范围和稀释剂种类。然后,本文分析了湍流预混燃烧中常见的两种火焰模式,研究了燃烧器尺度缩小对湍流预混燃烧火焰产生的影响,并通过计算得到了两种合成气成分下,不同流速、稀释率和稀释剂条件下的微混合燃烧所处的火焰模式。最后,本文基于单喷管微混合燃烧器的模拟数据,研究了三种多喷管微混合燃烧器的布置结构,分析了每种结构下的燃烧器冷热态流场及燃烧特点,最终确定对于微混合燃烧器的多喷嘴布置结构,以单喷嘴微混合旋流燃烧器为单元喷嘴组合而成的微混合阵列式燃烧器最为合理。