工程应用中的火焰多为湍流火焰,而对湍流燃烧机理与湍流瞬态特性研究的不足,给合成气燃烧设备的设计与应用带来了极大地阻碍。因此本文深入研究了CO/H2/O2/N2合成气预混湍流火焰的瞬态与稳态燃烧特性,为合成气预混湍流火焰的燃烧反应机理的改进提供了参考。本文搭建了预混湍流合成气本生灯激光诊断实验台,采用国内领先的100Hz平面激光诱导荧光技术(PLIF)对合成气预混湍流火焰进行了燃烧流场诊断,得到燃烧场的OH浓度分布。获得了当量比、H2含量、湍流强度对合成气预混湍流火焰时均OH浓度、相对荧光强度、湍流火焰速度以及火焰脉动的影响规律。实验表明,时均OH浓度,同一轴向位置的相对荧光强度都随着当量比、H2含量、湍流强度的增加而增大。当量比增大,燃烧更加剧烈时均OH浓度最大值出现的位置距喷嘴出口越近;氢气含量增加,使OH浓度变大,但是由于OH不能立即被消耗,使时均OH浓度最大值位置稍有增高;由于湍流强度增加,加强了传热传质作用,时均OH浓度最大值位置随之下降。相对荧光强度都呈先上升后下降的趋势,变化规律与时均OH最大值一致。使用角度法计算了统计平均后OH-PLIF图像的湍流火焰速度,结果表明湍流火焰速度比层流火焰速度大得多,当量比,氢气含量,湍流强度的增加都能够提高湍流火焰速度。为了得到预混湍流火焰的瞬时规律,对5000张连续瞬时OH-PLIF图像进行了统计学分析。结果表明,相对荧光最大值及其所在轴向高度的概率呈高斯分布。当量比,氢气含量,湍流强度的增大能够增大高温区温度的脉动,减小最大释热量空间位置的波动。