本文以逆喷旋流煤粉燃烧器为研究对象,为揭示逆向射流耦合旋流稳焰机理以及不同工况和工艺参数对逆喷旋流煤粉燃烧器空气动力场的影响规律,分别搭建1:2的单相冷态试验台和1:5的气固两相试验台,利用热线风速仪和飘带示踪开展了不同逆向一次风率、不同内外二次风比例以及预燃锥对逆喷旋流煤粉燃烧器单相流动特性影响试验,在此研究基础上,利用PDA（Phase Doppler Anemometer）开展了直流二次风对逆向一次风粉流动特性影响试验和不同内二次风叶片角度对逆喷旋流煤粉燃烧器气固两相流动特性影响试验,最后在14MW逆喷旋流煤粉燃烧器试验台架上进行热态验证试验。研究结论如下:（1）通过单相流动特性试验得出,不加装预燃锥时,当逆向一次风率为14.86%,内外二次风比例为1:2时,耦合回流区的面积、相对回流量以及气流旋转能力均适宜,内外二次风掺混较延迟且比较剧烈。加装预燃锥时,随着内外二次风比例从2:5增加到1:1,耦合回流区最大直径从0.67 D增加到0.87 D（D为外二次风管内径）,相对回流率从0.83增加到1.29;耦合回流区内0.3≤X/D≤0.8的区域速度较低但湍动强烈（X为燃烧器的轴向方向）,起到稳定火焰的作用;靠近预燃锥壁面形成高速低湍流的空气保护层。预燃锥对耦合回流区的面积、相对回流量和轴向速度均有抑制作用。（2）通过气固两相流动特性试验得出,在截面X/D=1.60,气固相速度出现滑移现象。在直流二次风的作用下,耦合回流区长度不变,最大直径变小,颗粒粒径分布趋于均匀,燃烧器外侧高浓度区域远离燃烧器出口。随着内二次风叶片角度增大,射流边界的高煤粉浓度区域越靠近燃烧器外侧,工况45°形成“低浓度-高浓度-低浓度”结构,工况50°和工况60°形成内淡外浓结构。（3）通过热态验证试验得出,O₂浓度沿着轴向方向逐渐下降;NO_x浓度沿着轴向方向先上升后下降,在截面X/D=0.75附近出现峰值,进一步证明了该区域起到火焰稳定效果;随着内外二次风比例增大,预燃锥壁面附近的O₂浓度大于7%,进一步证明存在空气保护层,燃烧器靠近壁面附近NO_x浓度较高,进一步证明煤粉浓度结构为内淡外浓。