目前陶瓷柴烧产品在市场上颇受青睐,然而用于烧制柴烧产品的柴烧窑性能却参差不齐,且对环境产生污染较大,能源利用率较低,基于以上问题本文提出了新型节能环保柴气混烧窑。该窑炉秉承古代柴烧窑(镇窑、馒头窑)的结构优势,基于现代气烧梭式窑的设计理念,将柴烧与气烧相结合,旨在烧制出具有柴烧艺术效果的瓷器,同时减少环境污染,降低能耗,符合当前社会的行业发展需要及趋势。文中首先以景德镇窑、馒头窑及现代梭式窑的结构及烧成方式为背景,分析了柴烧火焰特性及气体燃料燃烧特点与特性;其次,理论计算前提下创新设计了新型柴气混烧窑,在此基础上搭建了柴气混烧窑实体模型试验台,分析了柴气混烧窑的工作原理及热工制度;接着,对柴气混烧窑中关键的燃烧装置自吸式烧嘴进行了理论及数值模拟研究,包括自吸式烧嘴在不同燃气入口大小、不同空气阀门开度、不同燃气入口压力工况下的数值模拟,获得了适宜柴气混烧窑烧制过程的最佳烧嘴结构参数;最后,提出了两种用于柴气混烧窑中柴烧室与气烧室相连接部分的结构设计,并从数值模拟的角度对其中的流场及温度场进行了分析,该结果能很好地优化柴气混烧窑的结构设计。主要结论如下:1)柴气混烧窑结合了现代梭式窑与古代柴窑(镇窑、馒头窑)的结构特性,燃料柴与清洁燃气混烧结合,柴烧气氛与气烧气氛相融合。实现了以清洁燃料气烧为主,柴烧为辅的目的,理论分析计算表明,该柴气混烧窑相较于传统柴窑烧制同量制品,烟气排放量降低了64.8%,用柴量节约了80%以上,烧成时间缩短50%以上。因此,在传承创新陶瓷文化方面,具有重大节能环保及社会效益。2)自吸式烧嘴的结构参数对于气烧室内的火焰及流场有着重要影响。随着燃气入口压力的提高,燃烧室内火焰位置呈现出后移趋势;空气阀门开度则对燃烧室内空气过剩系数产生较大影响,总体上呈现出先增大后减小的趋势,且在空气阀门开度为5mm时空气过剩系数达到拐点;燃气入口孔径为1.2mm时燃烧状态较适宜。3)直通式结构中,柴烧烟气在进入气烧室后主要沿窑底部流动,由于自吸式烧嘴产生的烟气温度较高,使得气烧室窑内容易出现上下部温差较大的情况,随着燃气入口压力的增大,气烧室前后部的温差呈现逐渐增大趋势,最大温差为37.6℃;而由于两股烟气在方向上呈现相交90度射流的形式,自吸式烧嘴产生的高速射流未能起到很好的混合卷吸柴烧烟气的作用。4)弯道式结构中,由于改变了柴烧烟气进入气烧室的流动方向,促使柴烧烟气经窑顶倒烟后向窑后部流动,两股烟气在方向上呈现出平行射流的形式,很好的实现了柴烧气流的双倒烟效果。同时自吸式烧嘴喷出的高速射流将柴烧室过来的平行射流分散开来,促使柴烧烟气向气烧室两侧流动,在提高柴烧烟气温度的同时,缓和了气烧室内上下部温差,提高了柴烧气氛与气烧气氛的混合效率,经计算气烧室内平均温差在27.4℃。