预混气体在多孔介质中的燃烧不仅能提高燃料的燃烧效率,拓宽燃烧极限,而且在降低污染物排放方面具有显著的优势,具有重要的科研和工业应用价值。本文通过实验方法对甲烷／空气预混气体在泡沫陶瓷多孔介质中燃烧特性进行研究。自行设计并搭建了泡沫陶瓷多孔介质燃烧试验系统。提出采用红外热像仪测量多孔介质燃烧器的壁面温度,研究燃烧器的温度分布和温度变化特性。通过计算不同时刻温度曲线上最高温度的位置得到火焰面移动速度,研究火焰面传播特性。本文研究工作主要包括以下三部分：第一部分,泡沫陶瓷多孔介质燃烧温度特性研究。主要包括温度分布特性和温度变化特性,考察预混气体的当量比和进口气体速度,泡沫陶瓷的孔径和材料的影响。研究结果表明,预混气体当量比影响火焰的传播方向,当量比较大时火焰向上游传播,当量比较小时火焰向下游传播；当量比过大或过小,火焰都不能稳定地传播。进口气体速度的增大,火焰中心温度上升,火焰传播过程越稳定。孔径20PPI的泡沫陶瓷燃烧器温度水平高于10PPI和30PPI,且温度波动最大,孔径30PPI时温度较为稳定。氧化铝泡沫陶瓷燃烧器的温度水平最高,氧化锆次之,碳化硅最低。泡沫陶瓷片与片之间的结构突变引起传播过程中火焰温度分布规律性变化。温度分布曲线的形状从“三角形”变为“梯形”、“马鞍形”最后变回“三角形”。与氧化铝和氧化锆相比,碳化硅泡沫陶瓷的导热系数和辐射率较大,结构突变引起的温度规律性变化明显。而氧化铝泡沫陶瓷除了导热系数和辐射率小于碳化硅外,其比热容也最高,所以温度变化不大,火焰热稳定性最好。第二部分,泡沫陶瓷多孔介质燃烧火焰传播特性研究。主要考察预混气体的当量比和进口气体速度,泡沫陶瓷的孔径和材料对火焰面移动速度的影响。在此基础上归纳总结了不同材料和孔径的泡沫陶瓷燃烧器内的驻定燃烧当量比和自稳定当量比范围。研究结果表明,试验工况条件下,火焰面移动速度的数量级为10-4m/s,是典型的低速过滤燃烧。向下游的最大火焰面移动速度为0.32mm/s,向上游的最大火焰面移动速度为-0.35mm/s。火焰面移动速度和当量比呈反比关系,受进口气体速度的影响不大。孔径30PPI时火焰面移动速度最大,10PPI次之,20PPI最小。碳化硅泡沫陶瓷的速度梯度最大,氧化铝次之,氧化锆最小。氧化铝材料的自稳定当量比范围最广,氧化锆次之,碳化硅最小。孔径30PPI的自稳定范围最广,20PPI次之,10PPI最小。当预混气体当量比偏小时,适宜采用碳化硅泡沫陶瓷；反之,适宜采用氧化铝泡沫陶瓷。同时,预混气体当量比偏小适宜采用孔径为20PPI；反之,则适宜采用30PPI。第三部分,在泡沫陶瓷多孔介质燃烧温度特性和火焰传播特性的基础上,综合研究燃烧器的壁面温度分布,并和实验结果进行比较。分析了石英玻璃热阻、空气热阻对燃烧器传热的影响。简述实验中观测到的火焰向上游和向下游传播时的火焰面分裂现象。