煙囪的奧秘

為什么要安裝煙囪？

當木柴、煤炭等燃料在爐火內燃燒的時候，要產生大量的熱，使得周圍的空氣受熱，體積膨脹，它的密度變小，所以熱空氣就會上浮，熱空氣周圍的冷空氣于是就流過來又填補它上升后留下的位置。這些冷空氣受熱后又上升，周圍新的冷空氣就又流過來補充，如此繼續進行下去，就形成了一股上升的氣流。這種氣流的上升將火焰引向上方，所以火焰總是向上的。

燃料燃燒必須要有氧氣的助燃，正是由于燃燒時產生的上升氣流，才使含氧的新鮮空氣不斷地得到補充，燃料的燃燒才能繼續維持下去。為了加速氣流的流動，使爐內燃料能得到更充分的氧氣助燃，在生產和生活中的鍋爐和爐灶上都要安裝上煙囪。另外，安裝煙囪的另一作用是能及時地拔出燃料燃燒時產生的煙塵等廢氣。

煙囪是不是越高越好？

煙囪能增加熱氣流在其內部上升的速度，同時也加快了爐底流進空氣的速度，使得燃料能得到充足的氧氣而順利燃燒。煙囪修建得越高，則煙囪內的氣體與煙囪外的氣體溫差越大，煙囪內外產生的壓力差也越大，所產生的抽力相對也就越大，供氣和拔煙能力就越強，致使高溫氣體一直上升到煙囪的頂部冒出來。只有這樣才可以很快地將爐內燃燒以后產生的氣體產物排出來，使越來越多的新鮮空氣更快地溶入爐子里面。

我們都知道，家庭火爐的煙囪越高，則爐火越旺，排煙效果越好。我們可能也曾注意到，吃火鍋的時候，有時候火燒得不旺時，服務員就會拿過來一段小煙囪放在鍋蓋的中間火口上面，待一會兒火鍋里的火就燒得很旺了。

那么，煙囪是不是越高越好呢？那倒不是。因為煙囪抽出的煙、火和其他廢氣溫度都較高，因此煙氣必將帶走一些熱量，并且煙囪越高，拔煙越快，帶走的熱量就越多，則熱源損失的能量也越多。也就是說，如果拔煙過快過多，將會把火大量地從煙囪中拔走，反而會使爐內溫度降低而影響燃燒。我們可能也有這樣的體會，剛點著的爐火或不旺的爐火若用高煙囪去拔煙火，則爐火不僅不旺而且會很快熄滅，其原因就是煙囪過高的緣故。

煙囪有個最佳高度，得根據實際的排煙量和煙囪口徑來定，當排煙量和口徑一定時，煙囪超過了一定的高度后，再修建很高就毫無意義了。再者，修建過高的煙囪，經濟上也不劃算。

煙囪是不是越粗越好？

有的人說，既然煙囪能抽煙排氣和充分供給燃料需要的氧氣，那么，我們為什么不把煙囪修得盡量粗一些呢？是不是把煙囪修建得越粗越好呢？如果只把煙囪做粗而不做高，則煙塵及其他氣流所受到的浮力會變大，并且與增大的截面積成比例增大，由公式壓強（p）=壓力（f）/受力面積（s）可知，壓力、面積雖然都成比例的變大了，但實際上煙囪內熱氣流壓強并沒變，而煙囪底部的吸力或抽力也并不會變大，因此，煙囪也不是修得越粗越好。（文內配圖均已獲得圖蟲創意授權）

本文節選自《百科知識》雜志

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