当今，石油资源日益枯竭、环境日益恶化及排放法规愈来愈严格，生物柴油走向市场的呼声越来越高。在此背景下，本文对代用燃料--生物柴油的应用及喷射雾化特性作了深入的理论分析和试验研究，并对生物柴油的喷雾混合过程作了数值模拟。主要内容包括：(1)从技术路线和经济可行性两方面对生物柴油的应用可行性进行了理论分析；(2)利用先进的PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)测量系统和高速摄像技术研究了生物柴油的喷雾特性。　　 生物柴油作为普通柴油的良好替代物已引起各国的重视，并积极大力推广应用。生物柴油在我国的发展历史不长，但相关生产技术已较成熟，困扰生物柴油大力推广的主要原因之一就是生产成本较高。针对生物柴油的生产技术和生产成本，本文主要从其理化特性、稳定特性、应用特性、环境特性、可持续发展特性和经济及技术可行性等方面作了具体分析。在举证生物柴油各优越特性的基础上，再加以生产技术的分析比较。最后得出，生物柴油作为一种优良的替代能源，在因地制宜、最优选取原材料种类，采用简单、高效、环保的生产技术，及政府税收扶持的情况下，完全可以大力发展。　　 生物柴油的喷雾特性作为其在发动机上应用的一项基础性研究，对进一步研究缸内混合气的形成、燃烧及排放，同时对生物柴油的推广使用也具有重要意义。基于此，本文在论证生物柴油可行性的基础上，对生物柴油的喷雾特性作了试验研究和模拟计算对比分析。　　 本文在基于喷雾理论分析、试验研究和模拟计算的前提下，对生物柴油的高压喷雾特性作了分析研究，为使研究更具有效性和可比性，又与相同工况下0＃柴油的喷雾特性作了对比性研究。对于燃油的破碎机理，本文从空气动力作用引起的液滴表面不稳定波理论出发，结合Reitz-Diwakar模型、KH-RT模型和WAVE模型等破碎模型，较全面地说明了燃油喷雾场中液滴发生的各种形式的破碎，并将Reitz-Diwakar模型应用于CFD软件STAR CD中进行了模拟计算。试验验证阶段采用了先进的相位多普勒粒子分析仪(PDPA)来对生物柴油及其调和油喷雾场的微观特性进行了研究，同时结合高分辨率的高速摄像机实现了对喷雾场宏观特性的研究，获得了大量有价值的试验数据。此外，结合数值模拟对生物柴油的喷射雾化作了研究分析，分析结果与试验结果相一致。