随着世界各国对能源的需求日益增加，化石燃料的短缺和环境污染已成为人类面临的主要问题。因此，发动机燃料清洁高效燃烧的研究越来越受到人们的关注。中国
是以煤为主的国家，在短期内化石能源仍然占据主导地位，煤的综合利用越来越受关注。通过化学加工，煤转化成清洁、高效的二次能源，可有效提高煤炭利用率。联合循环发电技术（IGCC）是当今国际公认的最新的高效环保发电技术。IGCC　采用煤炭为燃料，通过气化炉利用净化工艺将煤炭转化成煤气。煤气洁净化后供给燃气轮机发电。合成气主要由氢气和一氧化碳组成，其燃烧后排放物为水蒸汽和二氧化碳。采用合成气结合　IGCC　技术能提高效率和功率、降低燃料消耗、减少排放。目前对合成气燃烧模型的研究主要集中于低压、高温条件，而对于实际发动机工况条件（高压和低温）下，合成气的基础燃烧数据还很缺少，相关的化学反应机理尚未完善。有许多关于合成气的问题需要详细研究。其中，着火延迟期和化学反应动力学对于理解燃料着
火机理以及完善计算机理十分重要。　
本文采用高压激波管在低中温、高压条件下研究了不同温度、压力、当量比以及燃料组分的着火延迟期。本论文工作补充和发展了合成气的着火延迟期理论，对燃烧
理论研究和化学反应动力学发展提供基础数据支撑，也为合成气燃料发动机应用提供理论指导，研究具有重要的学术价值和工程指导价值。本文的主要研究结论如下：　
（1）通过对激波管和合成气性能分析，得到了一些重要结果，即5区温度不确定性、初始的高低压比与马赫数关系、入射激波传播的衰减率、激波管与气体传热的影响、非理想气体动力学效应对波后气体状态的影响以及振动弛豫的影响。在本文所研究范围内，典型的温度不确定性为　5-6　　K，初始的高低压比与马赫数关系为　p41　=　p4/p1　=2.22Ms3.16，　典型的入射激波衰减率为0.2-2.5　%/m。　本研究的气体与壁面温差都小于　5K、
端面温度变化小于　2-3　K。真实气体对　5区温度的影响较小，真实气体与理想气体的5区温差在p5　=　2.0　MPa条件下为3–4.6　K（稀释混合气）、为　4.7–5.6　K（未稀释混合气），在中压和低压条件下，温差很小。在所计算结果中，振动弛豫小于0.05　ms，而本文的着火延迟期都较长，所以振动弛豫对实验温度的影响很小。　
（2）通过合成气着火延迟期的实验结果和具体的理论分析，发现反射激波后的压力与温度随着时间而逐渐上升，其升高率主要依赖于实验设备及实验条件。实验结果表明，压力升高率与实验条件有以下关系，dp/dt　=　2.74　+　0.91⋅Ms0.5p1-0.14。平均的压力升高率为dp/dt　=　4.22%/ms。本文选用软件CHEMKIN　及TTIM　假设来模拟合成气的着火延迟期和进行化学反应动力学分析，发现使用该假设得到的结果与实验数据吻合得非常好。　　
（3）通过四种典型的合成气着火延迟期的测量及着火特性研究，得到了不同条件对合成气着火延迟期的影响规律，拓展了多组分合成气在高压低温条件下的着火延迟期数据，并利用线性回归方法拟合了在不同条件下合成气着火延迟期　Arrhenius　形式的关系式。在本文研究范围内，各工况的合成气着火延迟期都呈现“S”形形状，在中间温度范围内，“S”形的斜率（总活化能）是最大的。压力对合成气着火延迟期的影响相当明显，该影响对各种合成气比较一致，即在高温范围内合成气的着火延迟期与压力成反比，而在低温范围内它们之间的关系成正比。当量比对合成气着火延迟期的影响比较复杂：在高温范围内，当量比与合成气的着火延迟期成正比，它们之间几乎有线性关系；而在低温范围内，浓混合气对着火延迟期的影响不大，稀释混合气对着火延迟期的影响比较明显。对于未稀释混合气，混合气容易发生不正常的燃烧过程。在低压条件下，实验数据与计算结果较吻合，但中压的实验数据远小于计算结果。　
（4）通过化学反应动力学分析，本文对四种合成气在不同条件下进行了详细的研究和分析。对于合成气着火延迟期，链分支反应H　+　O2　=　OH　+　O占据主导地位。它促进总体反应速率。在高温条件下着火延迟期对反应CO　+　OH　=　CO2　+　H比较敏感，在中温和低温条件下对反应　CO　+　HO2　=　CO2　+　OH　也比较敏感。自由基浓度分析结果表明，压力越高，压力依赖反应速率变大，导致　H、O　和　OH　自由基的浓度变小，而　HO2自由基和H2O2分子的浓度变大。