Abstract The present study investigated the flame spread and combustion characteristics of two jatropha oil droplets, droplet A and B. Specifically, the pyrolysis characteristics of jatropha oil were studied using thermogravimetric and differential scanning calorimetry (DSC) analysis. Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) was used to analyze the components in jatropha oil. Then, the flame spread from droplet A to droplet B and combustion dynamics of two droplets were studied in a constant volume chamber under atmospheric pressure and room temperature (300 K). The effects of normalized droplets spacing S/d0 (2.7–4.9) on flame spread were also studied. The results showed that the combustion of jatropha oil droplet containing three stages: initial expansion stage, quasi-steady combustion stage and micro-explosive combustion stage. Periodic puffing and micro-explosion occurred during micro-explosive combustion stage. This is due to the superheating of low boiling-point components produced by pyrolysis of long-chain fatty acids in jatropha oil. The duration of initial expansion stage increases significantly with the increase of droplet spacing. When the normalized droplet spacing reaches 4.9, the second droplet cannot ignite and reached flame spread limit. Interestingly, the flame spread velocity increase at first and then decrease with increase droplet spacing. This is because the diffusion flame is cooled by unburned droplet when the spacing is relatively small. However, when the spacing is relatively large, the flame spread velocity mainly depends on the duration of second droplet in first stage.

中文翻译：

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两个相邻麻风树油滴的火焰蔓延和燃烧特性

摘要 本研究研究了两种麻风树油滴 A 和 B 的火焰蔓延和燃烧特性。具体而言，使用热重和差示扫描量热 (DSC) 分析研究了麻风树油的热解特性。使用液相色谱-质谱联用仪 (LC-MS) 分析麻风树油中的成分。然后，在大气压和室温 (300 K) 下，在定容室中研究了火焰从液滴 A 传播到液滴 B 和两个液滴的燃烧动力学。还研究了标准化液滴间距 S/d0 (2.7–4.9) 对火焰蔓延的影响。结果表明，麻风树油滴的燃烧包含三个阶段：初始膨胀阶段、准稳态燃烧阶段和微爆燃烧阶段。微爆燃烧阶段发生周期性的喷气和微爆。这是由于麻风树油中长链脂肪酸热解产生的低沸点成分过热。初始膨胀阶段的持续时间随着液滴间距的增加而显着增加。当归一化液滴间距达到 4.9 时，第二个液滴不能点燃并达到火焰蔓延极限。有趣的是，火焰蔓延速度首先增加，然后随着液滴间距的增加而减小。这是因为当间距较小时，扩散火焰被未燃烧的液滴冷却。然而，当间距较大时，火焰蔓延速度主要取决于第一阶段第二个液滴的持续时间。这是由于麻风树油中长链脂肪酸热解产生的低沸点成分过热。初始膨胀阶段的持续时间随着液滴间距的增加而显着增加。当归一化液滴间距达到 4.9 时，第二个液滴不能点燃并达到火焰蔓延极限。有趣的是，火焰蔓延速度首先增加，然后随着液滴间距的增加而减小。这是因为当间距较小时，扩散火焰被未燃烧的液滴冷却。然而，当间距较大时，火焰蔓延速度主要取决于第一阶段第二个液滴的持续时间。这是由于麻风树油中长链脂肪酸热解产生的低沸点成分过热。初始膨胀阶段的持续时间随着液滴间距的增加而显着增加。当归一化液滴间距达到 4.9 时，第二个液滴不能点燃并达到火焰蔓延极限。有趣的是，火焰蔓延速度首先增加，然后随着液滴间距的增加而减小。这是因为当间距较小时，扩散火焰被未燃烧的液滴冷却。但是，当间距较大时，火焰蔓延速度主要取决于第一阶段第二个液滴的持续时间。初始膨胀阶段的持续时间随着液滴间距的增加而显着增加。当归一化液滴间距达到 4.9 时，第二个液滴不能点燃并达到火焰蔓延极限。有趣的是，火焰蔓延速度首先增加，然后随着液滴间距的增加而减小。这是因为当间距较小时，扩散火焰被未燃烧的液滴冷却。但是，当间距较大时，火焰蔓延速度主要取决于第一阶段第二个液滴的持续时间。初始膨胀阶段的持续时间随着液滴间距的增加而显着增加。当归一化液滴间距达到 4.9 时，第二个液滴不能点燃并达到火焰蔓延极限。有趣的是，火焰蔓延速度首先增加，然后随着液滴间距的增加而减小。这是因为当间距较小时，扩散火焰被未燃烧的液滴冷却。但是，当间距较大时，火焰蔓延速度主要取决于第一阶段第二个液滴的持续时间。这是因为当间距较小时，扩散火焰被未燃烧的液滴冷却。但是，当间距较大时，火焰蔓延速度主要取决于第一阶段第二个液滴的持续时间。这是因为当间距较小时，扩散火焰被未燃烧的液滴冷却。但是，当间距较大时，火焰蔓延速度主要取决于第一阶段第二个液滴的持续时间。