احتراق در محیط متخلخل به عنوان یک تکنولوژی پیشرفته صنعتی مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. این نوع احتراق می‌تواند مزایایی مانند افزایش محدوده شعله‌وری، میزان آلاینده کم‌تر، راندمان تشعشعی بالا، قدرت چگالی و سرعت شعله بالاتر در مقایسه با مشعل‌های شعله آزاد داشته باشد. در این نسل از مشعل‌ها از هر سه روش انتقال حرارت هدایت، جابجایی و تشعشع به دلیل گداختگی جامد متخلخل استفاده می‌شود. در پایان‌نامه حاضر عملکرد احتراقی دو مشعل متخلخل که در یکی احتراق مدفون (مشعل توان پایین) و در دیگری احتراق سطحی (مشعل توان بالا) ایجاد شده است، به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر عواملی همچون نسبت هم‌ارزی، نرخ آتش، تخلخل وساختار محیط متخلخل بر محدوده پایداری شعله، دمای شعله، زمان و دمای برگشت شعله و میزان آلاینده‌ها بررسی شده است. مخلوط ورودی شامل گاز طبیعی و هوا بوده و به صورت پیش‌مخلوط وارد مشعل می‌شود. نتایج مربوط به احتراق مدفون نشان می‌دهد که شعله در محدوده نسبت‌ هم‌ارزی 45/0-35/0 داخل محیط متخلخل پایدار می‌شود. با کاهش نسبت هم‌ارزی شعله به سمت پایین‌دست حرکت می‌کند. با افزایش قطر گلوله در پایین‌دست مشعل، دمای بیشینه شعله کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش تخلخل در پایین‌دست مشعل، مدت زمان برگشت شعله و دمای برگشت شعله کاهش می‌یابد. تغییر جنس و ساختار محیط متخلخل نیز روی مدت زمان و دمای برگشت شعله تاثیرگذار است. نتایج مشعل توان بالا نیز حاکی از آن است که با ایجاد شعله سطحی در مشعل متخلخل می‌توان راندمان حرارتی تا میزان 8/5 درصد افزایش داد. همچنین میزان NOx به کم‌تر از ppm 10 کاهش می‌یابد. کلمات کلیدی : مشعل دو‌لایه‌ای، محدوده شعله‌وری، دمای شعله، برگشت شعله، راندمان حرارتی، انتشار آلاینده