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液体碳氢燃料常用于航天航空和汽车领域,乙醇作为传统碳氢燃料应用广泛,但是其能量密度较低,着火延迟时间较长,限制了其应用范围。铝（Al）能量密度高,在自然界储量非常丰富,添加纳米级铝粉到碳氢燃料能够提高碳氢燃料的能量密度,有可能改善其点火燃烧性能。然而,铝基纳米浆体燃料的点火燃烧性能仍存在很多未知因素,因此本文以“两步法”合成了铝/乙醇基纳米浆体燃料、铝/乙醇基掺杂纳米氧化铁浆体燃料、铝/乙醇基掺杂纳米氧化铜浆体燃料、AP包覆铝/乙醇基掺杂纳米氧化铜浆体燃料。通过可视化燃烧炉联合高速摄影系统研究了不同浆体燃料在高温自燃模式下的着火和燃烧特性。具体研究成果如下:（1）纳米铝粉能够降低乙醇液滴的着火延迟时间和着火温度。不同浓度的纳米铝粉对乙醇液滴在不同温度下的着火延迟时间的降低作用存在差异。这种差异在750℃时最明显。随着纳米铝粉含量增加,乙醇液滴的着火延迟时间出现先降低后增加的趋势。当纳米铝粉浓度为2.5wt.%时,乙醇液滴的着火延迟时间最短。纳米铝粉的添加使乙醇微爆炸强度增加,进而提高液滴燃烧速率,从而使液滴寿命缩短。液滴微爆炸强度和时长与纳米铝粉浓度有关。当纳米铝粉浓度在2.5 wt.%-10 wt.%区间内,n Al浓度的增大会提升液滴微爆炸强度与时长;当纳米铝粉浓度超过10 wt.%,继续提高其浓度基本不会增加液滴微爆炸强度与时长。铝/乙醇基纳米浆体燃料的着火温度受纳米铝粉浓度和环境温度的影响。当温度低于775℃时,纳米铝粉对乙醇液滴的着火促进作用占主导;当温度高于775℃,环境温度为影响其着火温度的主导因素。（2）n Al与纳米氧化铁均对乙醇液滴着火燃烧有促进作用,但n Al的作用强于纳米氧化铁。750℃时,两者对乙醇液滴促进作用最为明显,着火延迟时间的降低幅度均超过10%,n Al与纳米氧化铁均可以使乙醇液滴在燃烧过程出现微爆炸现象,损耗液滴寿命。n Al与纳米氧化铁混合物对乙醇液滴燃烧特性提升效果强于单独的n Al与单独的纳米氧化铁,两者协同可以提高乙醇液滴的燃烧速率和纳米铝粉燃烧效率,减少燃烧残留物。液滴着火延迟时间下降幅度为20.87%,液滴燃烧速率约提高14.57%。n Al与纳米氧化铁会发生铝热反应等一系列化学反应,生成Al13Fe4,提高纳米铝粉的燃烧利用率。吐温80对乙醇液滴的着火延迟时间和着火温度影响较小,对液滴寿命影响较大,使液滴寿命延长,主要原因是吐温80的存在会使液滴在燃烧过程中出现复燃现象,复燃现象出现的原因是乙醇与吐温80燃点相差较大。吐温80的存在会使液滴火焰亮度略微增强。（3）n Cu O对乙醇液滴着火延迟时间的影响较小,基本不能降低液滴着火延迟时间,在环境温度低于750℃时,甚至会延长液滴的着火延迟时间。n Cu O对液滴着火温度有促进作用,可以略微降低液滴的着火温度,着火温度降低幅度低于5%。n Al掺杂n Cu O对乙醇液滴着火燃烧的促进作用强于单独的n Al。两者掺杂可使乙醇着火延迟时间下降幅度超过10%,着火温度下降幅度可达9.84%。n Al与n Cu O在液滴燃烧过程会发生铝热反应,释放大量热量,产生亮白色火焰以及暗红色的圈烟。含n Cu O的铝/乙醇基浆体燃料燃烧残余物要比纯铝/乙醇基浆体燃料燃烧残余物少,证明n Cu O可以改善铝/乙醇基浆体燃料的燃烧,使燃烧更为充分,提高n Al的利用率。乙二醇对乙醇液滴着火延迟时间影响较小,可以略微降低着火温度,降低幅度低于5%。乙二醇可以使乙醇液滴燃烧火焰亮度增强,缩短乙醇液滴燃烧时长,提高液滴燃烧速率,750℃时,燃烧速率提高可达7.27%。但乙二醇并不会使液滴燃烧过程出现复燃现象。（4）n Al、AP包覆铝、AP包覆铝与n Cu O的混合物均可以降低乙醇与乙二醇混合液滴的着火延迟时间、着火温度和液滴寿命。在降低着火延迟时间与着火温度方面,三者中AP包覆铝与n Cu O的混合物的效果最明显,AP包覆铝次之,n Al略低于AP包覆铝。750℃时,AP包覆铝与n Cu O的混合物降低乙醇与乙二醇混合液滴着火延迟时间幅度可达16.20%,着火温度下降幅度为9.75%,AP包覆铝降低混合液滴着火延迟时间幅度为6.34%,着火温度下降幅度为6.61%。在降低液滴寿命方面,AP包覆铝与n Cu O的混合物效果依旧最明显,n Al次之,AP包覆铝略低于n Al。AP包覆铝缩短液滴寿命的功能弱于n Al的原因是AP分解燃烧延长了液滴寿命。800℃时,AP包覆铝与n Cu O的混合物缩短液滴寿命的作用最明显,液滴寿命缩短幅度可达12.98%,因为此时温度较高。AP包覆铝与n Cu O铝热反应较强,液滴燃烧速率较快,液滴寿命损耗明显。温度升高也并不能消除n Al、AP包覆铝、AP包覆铝与n Cu O的混合物对样品液滴寿命的影响。AP包覆铝液滴燃烧效果好于普通n Al,其中包含AP包覆铝的样品液滴燃烧时长更长,燃烧火焰更加明亮,燃烧过程也更加复杂,微爆炸现象也更加明显,液滴燃烧更为充分,液滴燃烧产物残留更少。AP包覆铝与n Cu O的混合物对液滴着火燃烧促进作用强于单独的AP包覆铝。750℃时,与AP包覆铝相比,AP包覆铝与n Cu O的混合物液滴燃烧速率可提高24.53%,液滴燃烧产物残留量更少,燃烧更为充分。AP包覆铝与n Cu O的混合物燃烧过程更为复杂,包括乙醇的燃烧阶段、乙二醇的燃烧阶段、AP分解阶段、铝粉与n Cu O的铝热反应阶段、铝粉的燃烧阶段等。液滴燃烧产物较少的原因主要有两方面,一方面是AP分解产生氧气,并释放大量热量,另一方面是因为铝粉与Cu O发生铝热反应,释放大量热量,在这两方面的共同作用下,铝粉燃烧充分且剧烈,故燃烧产物残留较少。