传统液态碳氢燃料体积能量密度低(一般在35 MJ·L-1左右),点火延迟时间长,难于满足航空航天技术发展的要求。将纳米级颗粒物分散到液态碳氢燃料中能增加其能量密度,改善其点火与燃烧。铝（Al）粉具有较高的体积能量密度(81 MJ·L-1),在固体推进剂中应用广泛。因此,将纳米Al颗粒（Al NPs）分散到液体碳氢燃料中,形成Al/碳氢基纳米流体燃料可解决上述问题。然而,碳氢燃料类型不同,组分差别较大,如从单一组分到多组分,从常用类型到新型燃料。在这些不同类型和组分的碳氢燃料中添加Al NPs,其点火燃烧性能的规律是否相同,Al NPs促进碳氢燃料燃烧的机理是否有差异。此外,纳米流体燃料的使用多是喷雾燃烧,多液滴的燃烧是否具有协同作用等尚不知晓。因此,迫切需要进一步深入研究,从而为多种类型不同组分的Al/碳氢基纳米流体燃料的尽早应用提供理论指导。针对上述问题,本论文制备了稳定性较好的Al/正庚烷（单组分燃料）、Al/煤油（多组分燃料）和Al/JP10（新型烯烃燃料）等纳米流体燃料并以它们为代表性的研究对象。采用液滴悬挂法并结合多种实验手段,首先研究了Al/正庚烷基纳米流体燃料双液滴蒸发和燃烧特性,并与单液滴在700℃和0.1 MPa下的蒸发和燃烧特性进行了比较。探究了双液滴距离对其蒸发行为、点火延迟时间、燃烧现象、微爆炸时间和正庚烷燃烧阶段持续时间的影响。其次,以纯煤油和5wt.%蓖麻油酸/煤油液滴作为对照,研究并分析了在常压（0.1 MPa）和高温（650、700、750和800℃）下,5 wt.%Al/煤油基纳米流体燃料液滴的点火和燃烧特性。深入讨论了Al NPs对煤油液滴燃烧机理的影响。再次,为了改善传统Al基纳米流体燃料燃烧性能,即在Al/煤油基纳米流体燃料中加入纳米氧化铜（n Cu O）,研究了n Cu O对Al/煤油基纳米流体燃料液滴点火延迟、点火温度、液滴行为、燃烧速率和燃烧强度的影响。最后,针对Al/JP10纳米流体燃料固相燃烧不充分阻碍能量充分释放的问题,研究了过氧化苯甲酰（BPO）对纳米Al热氧化的影响,并探究了表面活性剂Span80和过氧化苯甲酰对Al/JP10纳米流体燃料燃烧的影响机理。具体取得的研究结果如下:（1）双液滴对Al/正庚烷纳米流体燃料的蒸发行为、点火延迟时间和微爆炸均有协同促进作用,且其点火延迟时间比单液滴降低了约25.3%,最大微爆炸持续时间增加了7.2%。微爆炸会降低正庚烷燃烧阶段的持续时间,双液滴组的正庚烷燃烧阶段的持续时间比单液滴组的更长。随着两滴距离的增加,协同效应先增强后减弱。（2）纳米Al颗粒能够降低煤油液滴的点火延迟,其最高降幅达24.4%。Al/煤油基纳米流体燃料液滴自点火至第一次微爆炸发生的时长受液滴燃烧前消耗量和燃烧速率的影响,且从点火到第一次剧烈微爆炸发生的时长和总燃烧时长具有较好的线性正相关性。Al NPs良好的导热性可使煤油液滴燃烧时的蒸发速率提升近3倍。Al/煤油基纳米流体燃料液滴直径相较于点火时刻减少至50%时,Al NPs会在液滴表面形成致密的核-壳结构。表面活性剂也会形成相应的包覆层,从而阻碍了煤油的蒸发,但微爆炸在一定程度上破坏了液滴的核-壳结构。（3）2 wt.%n Cu O添加到2 wt.%Al/煤油基纳米流体燃料中,在700、750和800℃的不同环境温度下,对点火延迟和点火温度的影响不大;在750℃和800℃时,液滴直径随时间变化显著,燃烧速率最多提高21.7%,纳米Al颗粒的燃烧强度和氧化效率显著提高。因此,n Cu O在改善Al/煤油基纳米流体燃料燃烧方面具有良好的性能,为改善Al/煤油基纳米流体燃料的燃烧性能提供了良好的途径。（4）过氧化苯甲酰能促进纳米Al颗粒的氧化,提高其单位质量放热率。纳米Al颗粒较高的导热系数和辐射吸热能力、SP80在液滴表面的积累以及BPO的分解和产物的再氧化对纳米流体燃料燃烧时间与液滴蒸发的行为有影响。它们使液滴热膨胀率更高、微爆炸更强、燃烧周期更短。Al NPs燃烧越充分,Al/JP10纳米流体液滴的燃烧强度就越高。