脉动燃烧技术是新型高效低NOx燃烧技术的发展方向，具有重要的工程价值和学术意义，其中脉动燃烧下部分预混火焰的NOx生成特征尚未获得系统的研究和认识。　　 为了探索脉动燃烧下部分预混火焰NOx生成机理和排放规律，搭建了Rijke型强迫脉动燃烧实验台，建立了描述脉动燃烧过程NOx生成的数学模型，基于声与火焰耦合数值计算、热声效应理论分析及污染物、温度和火焰可视化等测试手段，系统研究了不同燃烧参数和脉动参数下NOx的排放规律，细致分析了不同类型NOx的生成机理。本文的主要工作和成果如下：　　 1.获得了脉动燃烧下部分预混火焰NOx排放总规律。　　 针对Rijke型脉动燃烧装置，提出了采集和分析脉动火焰NOx的方法。实验结果表明，当量比和燃气流速是影响脉动燃烧NOx生成的重要参量，①与稳态燃烧相比，脉动燃烧EINOx(NOx排放因子)降低，降低幅度与当量比相关；②随当量比增加，脉动燃烧下NO先增加后降低再增加，而稳态燃烧下NO先降低后增加，两者在不同点取得极小值；③随燃气流速增加，脉动燃烧和稳态燃烧NO在不同当量比下变化趋势不同。　　 基于微细热电偶、水冷采样探针、火焰可视化等方法，对火焰内部温度、浓度及结构特征进行了比较，讨论了脉动燃烧下NO降低的原因：①火焰峰值温度降低，温度分布均匀化，局部高温区减少；②火焰区内氧量增加；③化学反应速率增加，火焰长度缩短，高温区停留时间减小。　　 2.认识了脉动燃烧下部分预混火焰不同类型NOx生成机理。　　 基于湍流燃烧中褶皱层流火焰面机制，耦合火焰面(LFM)模型、预混火焰传播(PREMIX)模型、Gri2.11反应机理和声边界，将预混火焰面作为不连续的边界，对火焰进行分区建模，补充了火焰面模型对预混火焰面化学反应模拟的不足，构建了描述声与部分预混火焰耦合的脉动燃烧模型；通过改变模型中氮氧化物的反应方程，讨论了不同类型NOx的生成机理。研究结果表明，①总NOx随当量比的变化规律，受到热力型NOx和瞬态型NOx主导机理的作用；②在不同当量比区间内，热力型和瞬态型NOx随当量比变化趋势不同，由温度、OH、CH分布和高温区停留时间变化规律共同确定，极大和极小值点与火焰的富燃极限和碳烟辐射有关：③典型双火焰结构下，随燃气流速增加，脉动燃烧和稳态燃烧下高温区停留时间趋势不同，决定了EINOx变化规律。　　 3.研究了涡与火焰耦合作用下不同脉动振幅的NOx生成特征。　　 通过直拍、纹影、阴影、红外和高速摄像等火焰可视化方法，获得了典型脉动燃烧工况下火焰的结构特征，研究结果表明，①声场以涡的形式作用于火焰锋面，有序的涡对在火焰面上形成了凹凸和“尖状体”结构；②脉动燃烧下火焰沿轴向升举和回落，运动方向与声场方向相关，频率与声频一致。　　 将脉动作用下涡与火焰的耦合作用转化为应变率（速度梯度）参量，通过二维脉动火焰模型的构建，将脉动火焰锋面上涡的作用进行火焰面上的速度分解，转化为一维对冲燃烧模型，计算了应变率与NOx生成化学动力学的关系；并将脉动振幅的增加转化为应变率的变化，描述了振幅增加对NOx生成的化学反应速率的影响。研究结果表明，①涡从燃烧器管口产生，逐渐向上生长，发展过程与流速大小和方向相关；②随脉动振幅增加，应变率增加，高温区域变窄，化学反应速率增加，而NO生成总量降低；原因是火焰面厚度减小，扩散速度增加，穿过火焰面时间缩短。　　 以火焰轴向长度和径向应变率为参量讨论了脉动振幅与NOx生成的关系，结果表明，随脉动振幅增加，火焰长度缩短，Da数减小，ENOx生成减小。　　 4.获得了Rijke型自激励脉动燃烧下不同脉动频率的NOx生成特征。　　 提出了描述Rijke型自激励脉动燃烧下的热声耦合数值模型，基于能量平衡理论分析了热声起振过程及声模态，解决了数值模拟中必须假定Rijke管管口进出口边界条件和强加振荡源的问题，并解释了Rijke管非线性热声效应和声模态的发展。结果表明，声模态由热声转换能量与耗散能量的关系决定，起振过程与平均流速和热源位置有关，在大振幅下会形成非线性效应，降低了热声转换的效率，缩小管末端流通截面面积可以弱化该效应。　　 设计和搭建了Rijke型自激励脉动燃烧实验装置，讨论了不同脉动频率下的NOx生成特征。研究结果表明：①与稳态燃烧相比，自激脉动燃烧下NOx排放量降低；②随脉动频率增加，NOx排放量降低，频率的增加加快了热量输运，减少了高温区停留时间；③随脉动频率增加，烟气温度降低，排烟热损失降低，燃烧效率增加。