生物柴油黏度预测：基于扩展硬球(EHS)模型的实验验证与分子模拟研究

本文推荐基于扩展硬球(EHS)模型构建的生物柴油黏度预测方法，通过有效分子质量概念处理不饱和酯类，结合振动U型管密度计(不确定度2.5 kg·m?3)和Stabinger黏度计(相对不确定度3.5%)的实验验证，实现84个数据点平均绝对偏差3.5%的精准预测，为发动机燃料喷射优化提供理论支撑。

　　

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Modelling

我们近期扩展了硬球模型(EHS)来预测含饱和酯混合物的黏度。该模型假设流体具有共形黏度行为，通过定义无量纲黏度(η)与无量纲摩尔体积(V=V_m/V₀)的通用函数关系实现预测。

Experimental: materials and methods

为验证EHS模型，我们测量了三种模拟生物柴油的合成混合物（含饱和/不饱和酯）的黏度。混合物1模拟猪油生物柴油（三组分），混合物2和3模拟向日葵油生物柴油（五组分）。所有化学品纯度均通过气相色谱验证。

Density and viscosity measurements of synthetic biodiesel mixtures

在288.15–353.15 K和101.3 kPa条件下，对三种合成混合物进行密度和黏度测定。使用振动U型管密度计（扩展不确定度2.5 kg·m^?3）和Stabinger黏度计（相对不确定度3.5%），所有测量均遵循严格温控协议。

Conclusions

改进后的EHS模型通过有效分子质量概念整合不饱和酯的黏度预测，实现了基于生物柴油组成、温度和密度的精准黏度预测。模型对84个实验数据的平均绝对偏差为3.5%，为高压喷射场景下的工程应用提供了可靠工具。