爆震是传统发动机进一步提高热效率的主要障碍。现有众多研究表明,醇类和掺水燃烧能有效降低发动机爆震倾向。与其他生物醇类燃料相比,乙醇易于制取,同时具有较低的沸点和更好的水溶性,无水乙醇的制取和保存相对困难。因此,含水乙醇正逐渐成为传统发动机替代燃料的研究热点。但是当前对于乙醇掺水的燃烧特性模型和试验研究仍不够全面,因此本文研究了水蒸气对乙醇热解和燃烧特性的影响。论文利用中国科技大学同步辐射实验室的热解试验平台,结合超声分子束取样技术、同步辐射真空紫外光电离以及自制的飞行时间质谱探测技术试验研究了含水乙醇热解产物的组分摩尔分数变化,分析水的加入对乙醇热解过程的影响;利用Co Flame程序,基于解耦法研究了常压条件下乙醇/空气同轴层流扩散火焰中10%水蒸气对火焰特性和碳烟生成的影响以及在乙醇火焰中40%水蒸气对乙醇火焰宏观特性的影响。研究结果显示:相比乙醇热解,水的加入降低了反应中CO和CH₄的生成,但是也增加了C₂H₄的产生;在乙醇同轴火焰中加入10%水蒸气后,火焰的峰值温度和最大碳烟体积分数均降低;水蒸气通过稀释效应、化学效应、热力学效应和辐射效应影响火焰特性和碳烟生成,其中化学效应和稀释效应占主导地位;水蒸气的化学效应会改变O、H、H₂和OH等组分摩尔分数,OH摩尔分数的增加促进了碳烟的氧化。水蒸气的化学效应也会影响苯（A1）、苾（A4）、C₃H₃和C₂H₂等碳烟生成中间产物的摩尔分数,降低了碳烟核心的成核速率和表面增长速率。而在乙醇火焰中加入40%水蒸气后,水蒸气通过密度效应、输运效应、热力学效应和化学效应影响预混火焰的层流燃烧速度和乙醇火焰的着火延迟期。水蒸气的化学效应会改变CO、CO₂、OH等组分的摩尔分数,OH摩尔分数的增加,促进了着火延迟期的缩短。