烟囱的奥秘

为什么要安装烟囱？

当木柴、煤炭等燃料在炉火内燃烧的时候，要产生大量的热，使得周围的空气受热，体积膨胀，它的密度变小，所以热空气就会上浮，热空气周围的冷空气于是就流过来又填补它上升后留下的位置。这些冷空气受热后又上升，周围新的冷空气就又流过来补充，如此继续进行下去，就形成了一股上升的气流。这种气流的上升将火焰引向上方，所以火焰总是向上的。

燃料燃烧必须要有氧气的助燃，正是由于燃烧时产生的上升气流，才使含氧的新鲜空气不断地得到补充，燃料的燃烧才能继续维持下去。为了加速气流的流动，使炉内燃料能得到更充分的氧气助燃，在生产和生活中的锅炉和炉灶上都要安装上烟囱。另外，安装烟囱的另一作用是能及时地拔出燃料燃烧时产生的烟尘等废气。

烟囱是不是越高越好？

烟囱能增加热气流在其内部上升的速度，同时也加快了炉底流进空气的速度，使得燃料能得到充足的氧气而顺利燃烧。烟囱修建得越高，则烟囱内的气体与烟囱外的气体温差越大，烟囱内外产生的压力差也越大，所产生的抽力相对也就越大，供气和拔烟能力就越强，致使高温气体一直上升到烟囱的顶部冒出来。只有这样才可以很快地将炉内燃烧以后产生的气体产物排出来，使越来越多的新鲜空气更快地溶入炉子里面。

我们都知道，家庭火炉的烟囱越高，则炉火越旺，排烟效果越好。我们可能也曾注意到，吃火锅的时候，有时候火烧得不旺时，服务员就会拿过来一段小烟囱放在锅盖的中间火口上面，待一会儿火锅里的火就烧得很旺了。

那么，烟囱是不是越高越好呢？那倒不是。因为烟囱抽出的烟、火和其他废气温度都较高，因此烟气必将带走一些热量，并且烟囱越高，拔烟越快，带走的热量就越多，则热源损失的能量也越多。也就是说，如果拔烟过快过多，将会把火大量地从烟囱中拔走，反而会使炉内温度降低而影响燃烧。我们可能也有这样的体会，刚点着的炉火或不旺的炉火若用高烟囱去拔烟火，则炉火不仅不旺而且会很快熄灭，其原因就是烟囱过高的缘故。

烟囱有个最佳高度，得根据实际的排烟量和烟囱口径来定，当排烟量和口径一定时，烟囱超过了一定的高度后，再修建很高就毫无意义了。再者，修建过高的烟囱，经济上也不划算。

烟囱是不是越粗越好？

有的人说，既然烟囱能抽烟排气和充分供给燃料需要的氧气，那么，我们为什么不把烟囱修得尽量粗一些呢？是不是把烟囱修建得越粗越好呢？如果只把烟囱做粗而不做高，则烟尘及其他气流所受到的浮力会变大，并且与增大的截面积成比例增大，由公式压强（p）=压力（f）/受力面积（s）可知，压力、面积虽然都成比例的变大了，但实际上烟囱内热气流压强并没变，而烟囱底部的吸力或抽力也并不会变大，因此，烟囱也不是修得越粗越好。（文内配图均已获得图虫创意授权）

本文节选自《百科知识》杂志

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