В горелках без предварительного смешения газ и воздух раздельными потоками подаются в топку, где происходит смесеобразование и горение. Отличительной особенностью таких горелок, называемых диффузионными, является то, что газовая струя или газовые струи выходят из горелки лишь в зоне амбразуры, где господствуют высокие температуры, и газовые струи сразу воспламеняются. Процесс горения протекает по мере образования газовоздушной смеси на поверхности струи за счет диффузии кислорода из потока воздуха. Скорость горения и излучение пламени определяются скоростью диффузии. Если газовая струя достаточно мощная и процесс смесеобразования, а следовательно, и горения затягивается, тогда возникают зоны термического разложения углеводородов и пламя делается светящимся и значительных размеров. Если газ подается в виде ряда струек малых размеров, а воздушный поток турбулизируется путем его закрутки, тогда диффузионный процесс доставки кислорода в зону горения интенсифицируется и газовые струйки малых размеров быстро выгорают. При такой организации диффузионного горения пламя будет коротким и с малым свечением или вообще без свечения.
Диффузионные горелки в конструктивном отношении могут представлять собой трубу с просверленными отверстиями. Газ поступает в горелку и выходит из отверстий без предварительного смешения с воздухом. Горелки такого типа работают с малыми форсировками и преимущественно в области ламинарного режима. Они находят применение при сжигании искусственных газов под небольшими водонагревательными устройствами.
