Hogyan működik a kémény?
Zsigó Zsolt
2004/03/25 13:09
1777 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Nem hiszem, hogy valaha feltetted már ezt a kérdést, hiszen annyira természetes, hogy a kéményből kiszáll a füst, mint ahogy a kézből kiejtett dolgok is a földre esnek. Vagy mégsem? Lehet, hogy néha nem is működik olyan jól? Mi történik a kéményben?

A kályhában az égés során mérgező égéstermékek keletkeznek. Ezt egészségünk megőrzése végett szeretnénk a kályhából, és lehetőleg az egész házból eltávolítani. Ki is szivattyúzhatnánk egy csövön keresztül a gázokat, de ez megnövelné a villanyszámlánkat. Viszont, ha megvizsgáljuk a kályhához csatlakozó kéményt, abban minden külön energiabefektetés nélkül ez a folyamat végbemegy. Gyárkémény

A kályhában és a hozzá csatlakozó kéményben az égés során keletkező füstgázok keverednek a meleg levegővel. Ez a forró gázkeverék tölti ki a kéményt, melynek sűrűsége - mert meleg - a kinti levegő sűrűségénél kisebb. Ezért a nyomása is kisebb a kintinél. A gázoknál ugyanaz történik, mint a folyadékoknál: ha egy folyadékban egy nála kisebb sűrűségű test van, akkor arra felhajtóerő hat, és a kisebb sűrűségű test a folyadék tetejére úszik. Ezért úszik a jég a kóla/narancslé tetején, és ezért van olajcseppekkel borítva a leves felszíne. Ugyanez történik a gázoknál is: a kisebb sűrűségű gáz feláramlik, azaz "a meleg levegő felszáll" - ahogy a mondás is tartja.

A gázkeverék folyamatosan áramlik fel, a kályhába pedig friss levegő kerül, hogy táplálja az égést. Lényegében a kémény és a környezete egy mindkét végén nyitott, levegővel telt közlekedőedény. Addig tart az áramlás, amíg van nyomáskülönbség. A felemelkedő forró gázkeverék annál nagyobb szívóhatást tud kifejteni, minél magasabb. Az egészségügyi előírásokon kívül (hogy az égéstermékeket magasabb légrétegekbe kell juttatni) ezért olyan magasak a gyárkémények.

A kémény modellje

A kémény modellje egyszerűen elkészíthető. Szórjunk homokot egy hőálló tálba és helyezzük fel egy állványra! Kezdjük el melegíteni a homokot Bunsen égővel! A hozzávalók A hő terjedése itt hővezetéssel történik, azaz a részecskék helyükről el nem mozdulva adják át az energiát a szomszédos részecskéknek. Melegítjük a homokot! A homok felmelegedése ezért lassú folyamat. A homok hőmérsékelete Tíz perc is eltelhet, amíg a homok megfelelően forró, körübelül 70°-os lesz.

A modell működik

Ez a meleg homok fogja modellezni a kályhában lévő égő fát. De mivel a homok melegítésekor nem keletkezik semmilyen égéstermék, ezért azokat cigarettafüsttel helyettesítjük. Kérjük meg káros szenvedéllyel élő rokonunkat vagy ismerősünket, hogy gyújtson meg egy cigarettát! (Köszönjük meg neki, és egyben emlékeztessük is őt, hogy esetleg le kellene szoknia róla!) Égő cigarettavég Helyezzük a cigit a tál széléhez a füstölő felével! A forró homok felmelegíti a felette lévő levegőt. Füstös kémény A meleg levegő a már megbeszéltek szerint feláramlik. Azaz a gázoknál a hő terjedése áramlással történik. A füst összekeveredik a meleg levegővel és ez a gázkeverék együtt áramlik fel. Most helyezzünk egy csövet a homokkal teli tál fölé! Ferde füstös kémény A cső rendes közlekedőedényhez méltóan beszippantja a füstöt és kilövelli a másik végénél. A csövet akár meg is dönthetjük, a füstöt ekkor is maradék nélkül beszívja.

Kéménymodell - házilag!

A kémény modelljét akár házilag is elkészítheted. Házi eszközök A Bunsen-égő helyett használhatsz gyertyákat, az üvegcső helyett alufóliás papírhengert, az üvegtál helyett hőálló cserépedényt. A papírkémény

Mikor nem működik jól a kémény?

Most már arra a kérdésre is választ tudunk adni, hogy mikor nem működik jól a kémény? Ha nem áramlik fel a meleg levegő. Azaz, ha a kéményben lévő levegő nyomása a kintinél nagyobb. Ekkor a gázok áramlása megfordul a kéményben, a levegő kintről fog beáramlani. Ez elképzelhető, ha kint viharos erejű szél fúj, vagy ha hideg téli napokon, áthűlt házunkban nem használt kályhát gyújtunk be. Az első esetben a ház felett sebesen áramló levegő nyomáscsökkenést okoz. (Ennek magyarázatát a Bernoulli-törvény adja meg.) Az utóbbi esetben a kéményben a levegő le van hűlve, de kint a már felkelt nap felmelegítette a levegőt. Amikor begyújtunk, a gázok a kémény szelelőnyílásán át beáramlanak a szobába, a megfordult áramlási irány miatt.

Csoportot ajánlunk

Kapcsolódó oldalak

Scientix A természettudományos oktatás közössége
All you need is code Minden a kódolás tanulásáról
A National Geographic A National Geographic honlapja.
Interpress Magazin Az IPM honlapja archívummal
Világtudomány.hu A magyar és nemzetközi tudományos élet hírei
Űr világ Asztronautikai hírportál