目前,我国已成为世界第二大石油进口消费国,能源安全存在较大隐患,且对外依存度不断升高。生物柴油是一种理想的替代能源,但其运动粘度系数较大,且其中长碳链的饱和甲酯雾化蒸发效果较差。在生物柴油内加入纳米粒子可以改善其蒸发性能,但是纳米粒子对棕榈酸甲酯的协同传热作用机理尚不明晰。针对这些问题,本文展开了以下研究:首先,改进了挂滴式单液滴蒸发实验台,优化液滴进给程序,使液滴停止的位置更加准确,同时使用闭合伸缩装置保护液滴,避免液滴在运动过程中提前蒸发。制备了不同的金属纳米粒子和碳管混合的双纳米粒子,将其与棕榈酸甲酯掺混,制备双纳米生物柴油。分别将碳纳米管和金属纳米粒子（Ce O2、Fe3O4和Al2O3）等比例组合,按不同质量分数制备成不同浓度的双纳米粒子,最后混入棕榈酸甲酯基油中搅拌并利用超声波仪器震荡均匀。实验研究双纳米生物柴油的液滴蒸发特性,并计算实验过程中存在的不确定度,包括注射器吞吐液滴损耗量、液滴提前蒸发损耗量以及数据处理过程中产生的误差等。其次,实验研究了673 K、773 K和873 K三个温度下,掺混Ce O2+碳纳米管的双组分纳米粒子对棕榈酸甲酯液滴蒸发特性的影响规律。结果表明,在673 K掺混Ce O2+碳纳米管可能抑制蒸发,且仅在掺混浓度为100 ppm时纳米燃油的蒸发率高于纯棕榈酸甲酯。在773 K和873 K温度下均可促进棕榈酸甲酯的蒸发,随着双纳米粒子浓度的增加,棕榈酸甲酯液滴蒸发率升高,且在浓度为100ppm时达到峰值。再次,实验研究了673 K、773 K和873 K三个温度下,分别掺混Fe3O4+碳管和Al2O3+碳管的双组分纳米粒子对棕榈酸甲酯液滴蒸发特性的影响规律。结果表明,双纳米粒子促进燃油蒸发存在临界浓度阈值,超过临界阈值后促进作用逐渐减弱。在673K下,含Ce O2双组份纳米粒子仅在100-200 ppm浓度阈值对液滴蒸发有促进作用,而含Fe3O4的双组份纳米粒子在50-500 ppm浓度范围无法促进液滴蒸发,含Al2O3的双组份纳米粒子仅在0-100 ppm浓度阈值对液滴蒸发有促进作用。在773 K和873 K下,所有纳米燃油液滴均能促进蒸发。在高温873 K下,含Ce O2不同浓度的双组份纳米粒子对于液滴的促进效果大致相同,含Fe3O4双组份纳米粒子浓度越高,促进液滴蒸发的效果越明显,含Al2O3双组份纳米粒子存在临界浓度阈值,当浓度为0-100 ppm时促进效果最好。同时阐释了双组份纳米粒子对基础燃油液滴蒸发影响的“协同传热”机理。最后,构建了纳米燃油液滴蒸发模型。建立相体积运输方程、液滴蒸发过程中的动量及能量守恒方程、纳米粒子的导热源项方程,并结合单液滴蒸发实验数据来验证模型。对比实验数据和数值模拟数据可以得出,两者的吻合度较高。