掺水乳化柴油不仅能够提高发动机热效率,也能同时降低NOX和Soot的排放水平,这主要是水与柴油沸点差异性引起的微爆现象导致的。近年来,研究者们发现离散水核直径及分布对乳化柴油的微爆特性存在较大影响。因此,深入研究分散相粒径对掺水乳化柴油单液滴蒸发与燃烧特性的影响规律,总结其影响微爆特性的机理,具有重要的理论与实际意义。首先,本文使用配置参数可调的超声乳化装置,通过基于正交设计的掺水乳化柴油制备试验,研究了配置参数对分散相粒径的影响规律。结果表明,采用对数正态分布函数拟合分散相粒径分布,其拟合曲线的相关性系数达到99.67%,并给出相应的表征参数拟合最大水核直径dm和粒径分布标准差σ。提高超声波配置参数的水平,分散相粒径减小。各配置参数影响的显著性水平从高到低依次为:超声波输出功率P＞持续时间t＞输出频率f。根据正交试验结果调整配置参数,制备出本文所研究的五种分散相粒径（dm（28）5,6,7,8,9μm）、三种含水量（含水质量分别为10%、20%、30%,以下简称W10、W20、W30）的掺水乳化柴油,拟合曲线表明,相同分散相粒径下不同含水量的乳化柴油具有相近的最大水核直径dm和较小的粒径分布标准差σ。随后,分别在环境温度773 K和973 K下,研究了不同分散相粒径对W20液滴蒸发与燃烧特性的影响。结果表明,掺水乳化柴油液滴的蒸发与燃烧过程均表现出三阶段特性,分为瞬态加热阶段、起伏蒸发（燃烧）阶段和稳态蒸发（燃烧）阶段。本文基于每一次微爆前后的气泡破碎尺度,定量地描述了每一次微爆的强度,在液滴的起伏蒸发（燃烧）阶段中,将微爆分为三种类型:液滴内部大尺度气泡破碎引起的强微爆、液滴表面气泡破碎或液滴内部小尺度气泡破碎引起的弱微爆,以及离散水核协同蒸发引起的吹吸现象,这是由不同的离散水核聚合情况导致的。本文发现了一个新的微爆规律:液滴表层气泡破碎会引起液滴表面强扰动,从而破坏液滴的稳定状态,进而瞬时引发内部其他大气泡的破碎,即存在多气泡连续微爆特性,并给出了具体的机理分析。分散相粒径对微爆特性的影响表现出单峰性,当分散相粒径增大,离散水核表面张力减小、输运速率加快,水核间凝聚能力增强,瞬态加热阶段占比缩短,气泡成核、生长速率加快,促进微爆效应。但这也容易使液滴膨胀过程中在内部形成多个大气泡,导致表面破碎,破坏液滴油膜,造成水蒸气提前逸散,抑制微爆效应。因此,在液滴蒸发与燃烧过程中,随着分散相粒径的增大,液滴的起伏蒸发（燃烧）阶段占比、最大微爆强度、微爆频次和累计微爆强度均呈现出先增大后减小的趋势,而大尺度微爆引起的组分喷射则使液滴寿命呈现出先减小后增大的趋势。最后,进一步研究了含水量（W10、W20、W30）和环境温度（673 K到1073 K）对不同分散相粒径掺水乳化柴油蒸发与燃烧特性的影响。在773 K环境温度下,随着含水量的增加,离散水核数量增加、间距减小,从而提高液滴微爆的尺度和持续发生微爆的能力,液滴的起伏蒸发阶段占比、最大微爆强度、强微爆频次和累计微爆强度增加,液滴寿命缩短。但在973 K环境温度下,W30液滴的大尺度微爆导致了较多的组分喷射,造成其强微爆频次和累计微爆强度有所下降。对于所有的含水量,分散相粒径促进微爆的效应均呈现出单峰性。随着环境温度的增加（673 K到973 K）,液滴的组分蒸发速率和离散水核输运速率提高,气泡成核、生长速率加快,液滴的最大微爆强度和强微爆频次增加,液滴寿命缩短。但当环境温度增加至1073 K时,液滴的燃烧极大地提高了附近温度,造成表面油膜快速蒸发,液滴的最大微爆强度和强微爆频次反而减小。环境温度的增加并不会提高液滴持续发生微爆的能力,因此液滴的起伏蒸发段时间和累计微爆强度变化较小。对于所有的环境温度,分散相粒径促进微爆的效应均呈现出单峰性。