通常所說的乳化油是將燃油(汽油、柴油或重油)70%～90％加水近30%～10％(質量比，下同)，再加添加劑0.5％～1％，而后通過專用設備進行乳化。使油液成為油包水型分子基團，該分子基團的顆粒一般為0.5～10 μm，顆粒越小、越均勻，乳化油的穩定期越長，一般1～6個月，乳化油的油水分離即破乳，破乳后將失去其性能。 
  乳化油燃燒過程的物理作用即所謂“微爆”理論。油包水型分子基團，油是連續相，水是分散相。由于油的沸點比水高，受熱后水總是先達到沸點而蒸發或沸騰。當油滴中的壓力超過油的表面張力及環境壓力之和時，水蒸氣將沖破油膜的阻力使油滴發生爆炸，形成更細小的油滴，這就是所說的微爆或稱二次霧化。爆炸后的細小油滴更容易燃燒。因此，油液燃燒的更完全，使內燃機或油爐達到節能之效果。化學作用即水煤氣反應。許多文獻在談到乳化油節能、降污的原因時，指出了水煤氣反應的重要性。在缺氧條件下，燃料中由于高溫裂解產生的碳粒子，能與水蒸氣反應生成CO和H2，使碳粒子能充分燃燒，提高了燃燒率，降低了排煙中的煙塵含量，經環保部門檢測，煙度可降低50%。 
  通過上述的微爆及水煤氣反應，乳化油燃料可獲得減輕大氣污染和節約能源的雙重效果。但是獲得此雙重效果是有條件的。例如，柴油機使用乳化柴油，在氣缸內高壓條件下，由于油滴蒸發速率受到抑制，因此，延長了油滴的蒸發時間。油滴中的水分在此時間內不斷蒸發，微爆力度相對減弱。從微爆角度認識，柴油機不可能獲得大幅度節油的效果。但在氣缸內缺氧的條件下容易得到滿足，為水煤氣反應創造了條件。乳化柴油在柴油機的運行實驗證明，除節能、降污的效果外，氣缸不腐蝕、不磨損、不積炭，其動力性能基本保持不變。又如，常壓工業鍋爐具備產生微爆與水煤氣反應的雙重條件，故常壓工業鍋爐使用乳化重油可以收到良好的效果
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