与传统燃烧相比,多孔介质燃烧技术作为一种高效节能的燃烧技术,具有高燃烧效率、可燃极限拓宽、可调节功率范围大、污染物排放低,污染物排放少的特点。本文在工业炉应用及多孔介质燃烧技术的理论和实验研究的基础上,针对实际应用中遇到的不利于生产的一些问题,提出一种新型的环状多孔介质燃烧器。为了了解气体在环形多孔介质燃烧器内的燃烧特性,对甲烷/空气的预混合气体在环状多孔介质燃烧器内的燃烧的温度场和流场进行数值模拟。本文首先对多孔介质燃烧技术及其应用做简单介绍,特别介绍有关多孔介质燃烧技术的理论和数值模拟方面的研究,从而为本文的数值模拟工作打下基础。本文对多孔介质燃烧的数学模型的进行推导,先引入一般的层流燃烧基本方程,再利用RVE(representative elementary volume)的概念和体积平均法,得到宏观意义上的多孔介质的连续方程、动量方程及能量方程。值得注意的是,由混合气体和多孔介质是否满足局部热平衡条件,得到了单温度和双温度两个不同的能量方程。在理论模型基础上,利用二维的单温度模型,针对不同的工况下甲烷/空气的预混合气体在环形多孔介质燃烧器中燃烧进行稳态和非稳态的数值模拟,主要考察当量比、流体初速度、燃烧室内外壁面的热损失对燃烧特性的影响。结果表明,当量比是影响燃烧室内温度场的主要因素;流体初速度对低当量比工况下的燃烧影响较为重要,对高当量比影响不大;壁面热损失会影响到燃烧室内到达稳定状态时的温度分布,相比较而言,对低当量比的工况影响较大。最后选取其中一种工况,建立相应的三维单温度模型,对其进行数值模拟,并将模拟结果与二维模拟结果作对比,二者基本吻合。从整体的数值模拟结果可以看出,环状多孔介质燃烧器内温度分布较均匀,克服了由于环形不对称的结构产生的局部高温、热斑点等不利于生产的现象,同时也表现出了不同于直管或矩形状多孔介质燃烧器的特性,因此本文对于环状多孔介质燃烧特性的模拟结果对研发新型的多孔介质燃烧器提供重要的理论依据,同时对实际的生产有重要指导意义。