實際點火火焰是尺寸有限的三維火焰，為簡化分析，設(shè)有一無限長的扁平點火火焰，其溫度為TW,將之置于無限大的充滿溫度為T0的可燃氣系統(tǒng)中，厚度為2r，可當作一維火焰來分析。如圖3—2—5，隨著時間τ的增長，小火焰在可燃混合物中的溫度場逐漸擴展并衰減，這些溫度分布曲線可以通過求解火焰形狀的不穩(wěn)定導熱微分方程求得，并為正態(tài)分布。
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圖3-2-5 扁平火焰溫度場隨時間的變化

　　在這樣的扁平點火火焰的溫度場變化中，存在兩種可能性；一種可能是，當扁平小火焰的厚度小于某一臨界尺寸時，因為點火火焰引起的燃燒反應(yīng)的釋熱率不高，而能量過度散失消耗，溫度場隨時間不斷衰減，最終使點火火焰熄滅；另一種可能性是，扁平小火焰的厚度大于臨界尺寸，它引起的燃燒反應(yīng)放出的熱量能夠扭轉(zhuǎn)溫度場衰減的趨向，并能使火焰?zhèn)鞑ラ_去。
　　實驗表明，扁平點火小火焰的臨界厚度2r_c，是火焰穩(wěn)定傳播時焰面厚度δ_f的兩倍，即
所以
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　　表明，要點燃熱導率高的可燃混合物，必須增大點火火焰的臨界厚度，同時點火火焰的溫度也要提高；如果可燃混合氣燃燒化學反應(yīng)的釋熱率高，則點火小火焰的臨界厚度可小一些。

　　四、電火花點火

　　通過觸發(fā)置于可燃混合氣中兩電極間的電火花來引燃可燃混合氣的點火方法，稱為電火花點火。
　　由于產(chǎn)生高溫(6000～20000K)電火花時，局部氣體分子被強烈地激勵，并發(fā)生離子化，所以點火機理十分復雜。氣體的激勵和強烈離子化，改變了電火花區(qū)化學反應(yīng)的進程，相應(yīng)也改變了點火的臨界條件。無疑，電火花使局部氣體溫度急劇上升，因此火花也可當作灼熱氣體，成為點火火源。
　　用電火花進行點火時，從燃氣的點燃到燃盡大體上可分為兩個階段：
　　(1)由電火花加熱可燃混合氣，使之局部著火，形成初始火焰中心或叫高溫小球體。
　　(2)隨后，初始火焰中心向未著火的混合氣傳播，使其燃燒。如果初始火焰中心形成，并出現(xiàn)穩(wěn)定的火焰?zhèn)鞑?，則點火成功。
　　初始火焰中心能否形成，取決于電極間隙內(nèi)可燃混合氣中燃氣的濃度、壓力和初始溫度、混合物性質(zhì)、流動狀態(tài)等，還取決于電火花所能提供的能量。
　　通常產(chǎn)生電火花的方法有，電容放電和感應(yīng)放電。若C為電容器電容，而U₁、U₂，分別是產(chǎn)生火花前后施加于電容器上的電壓，則電容放電時釋放能量為：
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　　實驗表明，當電極間隙內(nèi)的可燃混合氣的濃度、溫度、壓力一定時，若要形成初始火焰中心，放電能量必須達到一最小值。這個必須的最小放電能量，就是最小點火能E_min，它是為建立臨界最小尺寸的初始火焰中心，所需的最小能量。
　　實驗還表明，當其它條件給定時，電火花點燃所需的能量還與電極間距d有關(guān)，如圖3—2—6所示。當d小到無論多大的點火能量都不能點燃時，這個最小距離就叫熄火距離d_q。這是因為電極間隙過小時，初始火焰中心對電極的散熱相對過大，以致火焰不能向周圍可燃混合氣傳播。所以電極間的距離不宜過小，在給定條件下有一最佳值。
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圖3-2-6 點火能量與電極間距的關(guān)系

　　影響E_min和d_q的因素，如同初始火焰中心形成的條件一樣，主要取決于可燃混合氣的物理、化學性質(zhì)(燃氣濃度、溫度、壓力、流速)、電極形狀及尺寸等。
　　對可燃混合物的性質(zhì)，如圖3—2—7，E_min和d_q隨可燃混合物中燃氣含量的變化曲線呈U形，E_min和d_q的最小值，一般都在化學當量比附近。
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圖3-2-7 可燃氣含量對最小點火能和熄火距離的影響

　　實驗表明，熄火距離與可燃混合氣壓力的簡單關(guān)系為：
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　　實驗還表明，對所有碳氫化合物／空氣的混合氣，最小點火能E_min∝1/p²，壓力升高，最小點火能E_min和熄火距離d_q均有所下降。
　　當可燃混合氣流動時，隨著流速的增大，E_min亦需加大。
　　此外，由于摻加物改變了可燃混合氣的物理化學特性，不同摻加物對E_min和d_q均有不同影響。
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