目前我国汽车市场仍以燃油车为主,并且燃油汽车的保有量仍将逐年增大,导致环境问题和能源问题日益严峻。出于减少传统能源消耗和污染物排放的考虑,新型替代燃料的研究愈加重要。乳化燃料具有特殊的微观结构,其蒸发过程中能够产生独特的微爆现象。这一现象对于促进缸内油气混合、优化缸内燃烧、减少燃油消耗率、减少氮氧化物和颗粒物排放都有着明显的促进作用。目前乳化燃料单液滴的研究大多集中在各种宏观因素对其蒸发规律和微爆现象的影响规律上,而乳化燃油微观结构对微爆现象影响规律的研究相对较少。因此,进行乳化燃油的微观结构研究,并研究这些微观结构对乳化燃油单液滴蒸发特性的影响,具有较强的理论意义和实践价值。为了准确地获取掺水乳化柴油的微观结构,本文首先开发了乳化柴油微观结构处理程序,用于统计光学显微镜观测拍摄得到的掺水乳化柴油图像中分散相的直径和位置。能自动分辨不同亮度、不同背景噪声下的分散相边界,并将该微观结构图像转化为只保留分散相信息的二值图像。从而可以进一步利用图形检测的方法提取二值图像中分散相的直径和位置等微观特征。随后,为了量化分析掺水乳化柴油液滴的蒸发特性,本文开发了液滴蒸发实验图像中主液滴区域识别和液滴变化规律统计的图像处理程序。该程序可以将高频变化的主液滴从复杂图像背景中自动划分出来,并能将主液滴与悬挂液滴的热电偶相互分离,得到仅包含高频变化的液滴区域的简单图像。统计计算液滴区域的相关特征参数,可以实现单液滴的蒸发过程的准确定量分析。最后,基于本文的图像处理程序,采用悬挂法,详细研究了不同微观结构(分散相直径)的掺水乳化柴油的液滴蒸发特性。通过精准的,自动识别的图像处理程序,完成实验图像的数字处理后,得到了液滴蒸发过程的蒸发速率、归一化面积,最大膨胀尺度,累计微爆强度以及微爆频数等数据的变化趋势图像,分析了具有不同分散相直径对液滴蒸发过程的这些特征参数的影响。