微能源系统具有体积小、重量轻、能量密度高等优点,但存在表面积/体积比相对较大、热损失量增加等问题。乙醇是一种清洁能源,柴油中加入乙醇可以减少污染物的生成。开展乙醇/柴油微小尺度燃烧特性的研究,对优化微小尺度燃烧器的设计有重要意义。国内外文献中对液态燃料微小尺度燃烧火焰特性的研究相对较少。本文在微小尺度燃烧器下,以乙醇/柴油为燃料的燃烧试验,然后利用数字图像处理技术对采集的火焰图像进行预处理,提取相关信息。研究和分析了不同条件下,乙醇/柴油微小尺度燃烧火焰的分形特性、火焰温度和稳燃特性的影响因素和变化规律。主要工作如下:（1）设计并搭建了微小尺度的燃烧试验装置,简述了燃料供给系统、燃烧系统、火焰图像采集系统和温度测量系统等。利用高速摄像机采集了不同燃料体积流量、掺混比例、石英管内径和空气流量条件下,乙醇/柴油的微小尺度燃烧火焰图像。利用MATLAB编写相关预处理程序对采集的火焰图像进行去噪和分割处理。对比分析了四种去噪方法（均值滤波、中值滤波、理想低通滤波和巴斯特沃低通滤波）的去噪效果。对于火焰图像的分割,采用迭代阈值分割法。结果表明:中值滤波的去噪效果优于其他三种方法;迭代阈值分割法把背景和图像很好的分割出来,效果明显。微小尺度燃烧火焰图像经过预处理后,结构特征清晰明了,便于后续提取相关指标。（2）研究了乙醇/柴油微小尺度燃烧火焰分形特性的影响因素和变化规律。采用差分盒维法、像素点覆盖法和傅里叶谱分形维数计算微小尺度火焰图像的分形维数并对比分析,选取合适的火焰分形维数计算方法。研究了分形维数随掺混比例、石英管内径和空气流量等的影响因素和变化规律。结果表明:傅里叶谱分形维数计算得到的分形维数数值较好,更加适合计算微小尺度火焰分形维数。随燃料体积流量和空气流量的增大,分形维数逐渐增大;随掺混比例和石英管内径的增大,分形维数逐渐减小;随空气流量的增大,平均分形维数逐渐增大。（3）研究了乙醇/柴油微小尺度燃烧火焰温度的影响因素和变化规律。建立BP（back-propagation）、广义回归神经网络（GRNN）和支持向量机（SVM）三种人工神经网络的火焰温度预测模型,以燃料体积流量Vf、掺混比例Br、石英管内径Qd和空气流量Af为输入参数,底部温度Tb和顶部温度Tt为输出参数。利用试验采集的600组样本数据进行训练、预测和验证。选取合适的预测模型,对不同工况的火焰温度进行预测。提出火焰温度的评价指标,分析顶部温度和底部温度在不同掺混比例、石英管内径和空气流量等的变化规律。结果表明:SVM模型比BP和GRNN模型预测精度高,更适合预测微小尺度火焰温度。随燃料体积流量和空气流量的增大,火焰顶部温度先增大后减小;随掺混比例和石英管内径的增大,火焰顶部温度逐渐减小。随燃料体积流量和石英管内径的增大,火焰底部温度逐渐降低;随掺混比例和空气流量的增大,火焰底部温度逐渐升高。（4）研究了乙醇/柴油微小尺度燃烧火焰稳燃特性的影响因素和变化规律。针对微小尺度稳燃特性的研究,提出了火焰高宽比、平均灰度和高温面积率三种评价指标。结果表明:随燃料体积流量的增大,火焰高宽比逐渐增大;随掺混比例、石英管内径和空气流量的增大,火焰高宽比逐渐降低。随燃料体积流量的增大,火焰平均灰度逐渐增大;随掺混比例和石英管内径的增大,火焰平均灰度逐渐降低;随空气流量的增大,火焰平均灰度先增大后降低。随燃料体积流量和空气流量的增大,火焰高温面积率先增大后降低;随掺混比例和石英管内径的增大,火焰高温面积率逐渐降低。