化石燃料利用产生大量污染物,是造成我国目前空气雾霾污染的主要原因,也逐渐成为制约我国经济和社会发展的主要因素之一。因此,提高燃料品质,探索新型清洁燃油,作为从源头控制污染的重要手段,已经在国内外获得广泛认同。生物柴油是一种含氧燃油,主要成分为脂肪酸酯类,可以由动、植物油和餐饮费油等原料通过酯化反应获得,是一种可再生的环保型替代燃料。生物柴油可以直接作为燃料替代化石柴油或与其调和使用,可以有效降低燃烧产生的SO_x和颗粒物等污染物排放水平。对于内燃机喷射系统设计和优化,生物柴油的黏度、表面张力及密度是基础热物理数据,决定了燃油的雾化性能,进而影响内燃机燃烧效率以及排放水平。同时考虑到实际的生物柴油和石化柴油成分复杂,为了可以有效表征各种可能的混合燃料的热物理性能,需要提出和研究可以代替复杂生物燃油混合体系的模型燃料。因此,本文采用表面光散射法研究了共十二种具有代表性的脂肪酸甲/乙酯的黏度及表面张力,并依据实验数据建立了各自的关联模型;提出了正十二烷与丁酸甲酯/癸酸甲酯、正癸烷与癸酸乙酯/月桂酸乙酯二元混合模型燃料并研究了它们的黏度、表面张力和密度,并建立了这些物理性质与温度和摩尔分数的关联模型。本文所取得的大量较宽温度范围的实验数据及关联式模型可为内燃机喷射系统的设计及优化提供基础数据。本文取得的主要研究成果如下:(1)为研究燃料的高温区物性参数,改进了表面光散射实验系统,将测试温度范围拓宽至573 K。采用正十二烷、乙醇等参考物质对该实验系统的可靠性进行了验证。考察了液相密度、气相密度、气相黏度等因素对测量结果不确定度的影响,本系统的黏度和表面张力测量不确定度分别为2%(k=2)和1%(k=2)。(2)利用改进后的表面光散射实验系统,研究了十二种脂肪酸甲/乙酯在近饱和状态条件下,温度范围为(298～448)K的黏度与表面张力,其中包含6种脂肪酸甲酯:丁酸甲酯、庚酸甲酯、辛酸甲酯、癸酸甲酯、月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯和6种脂肪酸乙酯:己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯;将黏度实验数据关联为关于温度倒数的三次多项式,相对偏差均在1%之内;将表面张力实验数据关联为van der Waals形式的方程,相对偏差在1%之内。(3)利用振动管密度仪测试了正十二烷与丁酸甲酯/癸酸甲酯、正癸烷与癸酸乙酯/月桂酸乙酯二元混合物体系的密度,每个体系包含三个配比,其中正十二烷、正癸烷摩尔分数分别为0.2500、0.5000、0.7500,测量温度范围分别为(293～423)K与(293～433)K,温度间隔为10 K;利用实验数据构建了密度与温度和摩尔分数的关联模型,相对偏差在±0.5%以内。(4)提出并测量了模型燃料:正十二烷与丁酸甲酯/癸酸甲酯、正癸烷与癸酸乙酯/月桂酸乙酯二元混合物体系的黏度与表面张力,每个体系包含三个配比,其中正十二烷、正癸烷摩尔分数分别为0.2500、0.5000、0.7500,温度范围分别为(308～413)K、(313～423)K,共获取黏度及表面张力实验数据点各111个,填补了上述烷烃与脂肪酸酯类二元混合物各体系黏度及表面张力实验数据空白。基于实验所获得的数据,构建了黏度和表面张力关于温度和摩尔分数的关联模型。对于所有体系,黏度和表面张力实验数据与相应关联模型间的相对偏差分别为±2%、±1%,可以满足一般工程计算需要。