基于MEMS的微能源动力系统的发展，科学家随即开始对相关的理论和实验的研究工作，微尺度燃烧研究随之开始。微尺度下的燃烧带来了很多问题，使得一些在宏观条件下可以忽略的因素如热损失、摩擦力等在微尺度燃烧中变得尤为突出，对燃烧过程的影响很大，使得一些经典理论模型不再适用于微尺度燃烧，而在微尺度燃烧中表现的许多新的燃烧特性，如：表面积体积比（A/V）大、热损失大、燃料停留时间短[5]燃烧不稳定以及壁面黏性效应增强、边界效应显著等。这些微尺度下的新燃烧特性使得微尺度燃烧变得困难，需要新的传热理论和燃烧机理。加上微尺度下实验数据测试的复杂和困难，在一定程度上也制约微尺度燃烧测试与分析。63766

目前，国内外对微尺度条件下火焰特征的基础研究都较少，对微尺度下的气体燃烧研究相对较多，对微尺度下推进剂的燃烧研究极少。

对于微尺度下气体的燃烧,由于气体燃料燃烧需要氧气维持燃烧，随着尺寸的变小，气体微尺度燃烧的稳定条件会更加苛刻，如表1-1概括了气体微尺度燃烧器和传统燃烧器的燃烧部分特性差异。

表 1-1 气体在微尺度燃烧器与传统燃烧器的燃烧部分特性差异

类型 微尺度燃烧器 传统燃烧器 表面积体积比（A/V） 较大 较小热损失 大 小

气体燃料/氧气驻留时间 短 长火焰稳定性黏性效应时间尺度火焰尺度 易熄火

显著缩短低 较稳定不明显增长高1  微尺度燃烧稳定性

在微尺度燃烧过程中，热损失大、燃料/氧气驻留时间短等致使燃烧不稳定，所以研究微尺度下燃烧的熄灭特征和热损失变得尤为重要。

国内外主要是通过改变气体和在微通道内流速和微通道尺寸来研究燃烧熄灭特征。如Ida[6]等研究了微扩散火焰的熄火极限，讨论了H2/CH4混合燃烧下熄灭极限时微喷管Reynolds系数与管径的关系。在蒋利桥[7]拟合了淬熄速度与喷管出口直径d之间的经验关系式，随着微管直径的减少，淬熄速度增大。

    D.G.Vlachos[8,9]认为燃烧滞息主要有两种机理：自由基滞熄机理和热滞熄机理。热滞息机理是由于微尺度燃烧热损失大，致使供给维持燃烧的能量降低，不能维持自身燃烧而熄灭。而自由基滞息机理是在壁面的约束下，自由基与壁面碰撞后活性降低，致使燃烧反应无法进行导致熄灭。论文网

    在微尺度燃烧特点中，燃烧热损失是影响微燃烧效率及稳定性的主要因素之一，对微尺度下燃烧热损失的研究也颇为重要。在传统的燃烧器中，通过壁面的热损失通常可以忽略不计。然而，对于微小型燃烧器来说这则是一个非常重要的因素。因为常规燃烧器的面体比为3m-1至5m-1,而微尺度燃烧器的面体比大约为500m-1,相比而言增大2mm长20mm的圆管内的预混燃烧，得出为燃烧器对外散热量较大，约占总输入热了两个数量级[10,11]。刘茂省，杨卫娟[12]等采用20步反应机理模拟了H2 /空气在内径的10%左右。张永生、周俊虎等[13]通过使用热像仪和热电偶，测得氢气流量为183×10-4Nm3/h、完全燃烧时只考虑水平管道部分外壁的散热，就得到散热损失占反应放热的27%。李军伟、钟北京[14]在微细直管内甲烷/氧气燃烧的实验和数值模拟中认为微细直管与外界的换热量很大，占纵然是放热的40%左右，其中辐射换热量最大，占总换热量的70%。