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富油/焠熄/贫油（RQL）燃烧技术是具有发展潜力的低污染燃烧技术。该燃烧技术将燃烧室分为富油区，焠熄区和贫油区，采用焠熄技术快速实现从富油燃烧到贫油燃烧的转换，使整个燃烧室工作在 NOx生成量较少的环境中，从而降低NOx的排放。RQL燃烧技术具有良好燃烧稳定性和较低的污染物排放，被先进民航发动机燃烧室广泛采用。此外它对燃料的成分变化具有很强适应性，可燃用中低热值燃料，因此在地面燃机也开始研究该类燃烧技术。我国目前对RQL燃烧技术的研究还处于起步阶段，该项技术的实验研究更为缺乏。 本文首先设计了三头部环形扇段 RQL模型燃烧室并建立了可视化实验台，基于平面激光诱导荧光（PLIF）法并采用丙酮示踪焠熄空气，对焠熄空气和头部主流空气掺混后的丙酮浓度进行了测量，深入研究了焠熄射流和主流的掺混特征：焠熄射流的穿透深度和焠熄掺混不均匀度。 研究结果发现主流无旋流时，示踪粒子丙酮主要分布在焠熄孔出口附近区域，对称性较好，焠熄射流受主流影响作用较小，掺混效果较差。焠熄射流与主流动量通量比增大，焠熄射流的穿透深度逐渐变大且沿焠熄区周向呈对称分布，掺混不均匀度迅速减小。主流雷诺数增大，焠熄射流的穿透深度随之增大，且沿焠熄区周向的变化趋势不同，掺混不均匀度略有增大。主流有旋流时，丙酮的浓度沿径向和周向分布的范围变广，在主流的切向流动作用下丙酮浓度分布向一侧偏转，焠熄射流受主流的旋流作用影响增强，掺混效果变好。焠熄射流与主流动量通量比增大，焠熄射流的穿透深度逐渐变大但沿焠熄区周向分布不对称，掺混不均匀度逐渐减小。主流雷诺数增大，焠熄射流的穿透深度随之增大但增幅较小，穿透深度沿焠熄区周向的变化趋势一致，掺混的不均匀度先增大后减小，但变化幅度不大。因此主流有无旋流对焠熄掺混特性影响较大。 随后实验研究了RQL燃烧方式的基本特征以及焠熄空气量、燃料量、焠熄结构和富油区入口空气流速变化对RQL模型燃烧室内火焰形态，轴向温度和成分分布，燃烧室出口温度分布和排放的影响。 研究结果表明RQL模型燃烧室正常工作时，燃烧室内火焰是分段的，头部富油区火焰颜色较暗，尾部贫油区火焰呈现淡蓝色。燃烧室内轴向温度成M型分布，两个温度峰值分别出现在头部富油区和尾部贫油区，温度谷值则位于焠熄区。燃烧室轴向CO、UHC和O2浓度会在焠熄区内发生突变，NOx主要在富油区和焠熄区内大量生成，燃烧室出口CO和NOx排放都较低。 焠熄空气量改变，并保持燃料量和头部空气量不变且富油区当量比较高，模型燃烧室内能维持稳定的RQL燃烧方式；随着焠熄空气量的增大，燃烧室出口温度分布趋势不变，但平均温度下降，温度不均匀系数增大；燃烧室出口 CO的浓度增加，NOx的排放减少，NOx和CO的浓度都维持较低的水平，满足低排放的要求。 燃料流量增加，并保持空气流量和分配方式一定，燃烧室出口NOx排放先降低后缓慢增加。CO排放先增加后减少。燃烧室内燃料少至富油区当量比接近1时，RQL燃烧室方式未能形成，NOx排放很高。燃料增加到富油当量比高于1.4，燃烧室中实现RQL燃烧方式，NOx排放明显降低。RQL燃烧方式相对与传统富油头部设计减少了NOx排放。 不同焠熄结构下焠熄效果不相同，焠熄孔数目减少、孔径变大，焠熄穿透深度增加，焠熄射流与高温烟气掺混更均匀，燃烧室出口NOx和CO排放均减少。 增大燃烧室头部预混空气的入口速度，并保持富油区当量比和焠熄空气量不变，燃烧室内的热负荷增大，燃烧室出口平均温度上升，NOx和CO排放都增加。