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随着全球陷入能源危机，由生物质能转化得到的生物质燃气由于其经济、方便、节能等特点受到重视，具有广阔的应用前景。对生物质燃气层流燃烧过程的研究可对此燃料进行全面的了解，为其在实际的应用中提供理论基础。 本文中的定容燃烧实验系统是由定容弹、混合气配置系、点火系和光学拍摄系所构成，对于实验所得的纹影图像，本文用Matlab开发了火焰图像处理程序，运用Canny算子与形态学处理相结合的方法检测火焰半径，套用圆方程计算火焰半径，程序实现了火焰半径的自动检测以及图像的批处理。 基于实验系统和图像处理工作的完善，开展了不同初始压力、当量比、燃料组分下生物质燃气的预混层流燃烧过程的研究，用实验分析、理论计算以及数值计算的手段，研究对象有沼气、掺氢沼气和合成气。对CH4/CO2混合气而言，随着当量比的增大，层流燃烧速度先增大后减小，在当量比为1.0出达到峰值，H2的添加加快了CH4/CO2混合气的燃烧过程，并且出现峰值对应的当量比移向了大于1.0（H2理论当量比）一侧，在当量比为1.1处达到最大值。初始压力的增大使得CH4/CO2和CH4/CO2/H2混合气层流燃烧速度下降，而H2/CO混合气层流燃烧速度随压力的改变变化很小。生物质燃气中组分CH4和H2含量的增加，由于增加了可燃气分子与氧气的接触并且改变了混合气的比热容，从而增大层流燃烧速度。 对生物质燃气不仅采用实验手段进行研究还采用模拟的方法，运用GRI-Mech3.0机理对沼气火焰结构进行模拟计算，结果显示快速反应区很薄，只有0.04mm，慢反应区较厚达到1mm。由温度曲线看出，随着初始压力的增大，最高升温率增大火焰变薄，有趋于不稳定的趋势，随着掺氢量的增大呈现出相同的规律;采用Davis的H2-CO机理对合成气预混火焰结构进行模拟计算，结果显示预热区较薄只有0.02mm，快速反应区相比沼气更薄，只有0.03mm，相同之处在于温度曲线斜率随初始压力的增大而增大，即火焰变薄趋于不稳定。 运用纹影图像与表征参数相结合的方法分析了生物质燃气的火焰不稳定性，其中随着当量比的增大，流体力学不稳定增强而不等扩散不稳定减弱;随着初始压力的增大，不等扩散不稳定性没有变化，而流体力学不稳定性随之增强，使得火焰趋于不稳定;随着可燃气中氢气比例的增大，不等扩散不稳定与流体力学不稳定都增强，两者共同作用使得火焰趋于不稳定。