煙突効果について

質問

煙突効果についてですが、断面積が広いほど、高さ方向に長いほど高まるようですが、
同じ断面積、同じ長さ、同じ断熱力の以下の煙突があったとして、
何か違いが生まれるのでしょうか？
1、丸
2、細い丸筒の集合体（合計断面積が同じ）
3、四角
4、ひどく扁平（1cm×50cmとか）

回答No.1

cipher_roy · ベストアンサー

煙突の内壁に近いところは壁面による摩擦抵抗を受けますから、この摩擦抵抗が起こる領域を出来る限り少なく少なくすることが排煙効果の向上につながります。

なので、

２や４は摩擦抵抗が起こる領域をわざざわ増やしているようなものですから、排気の流れが悪くなります。

また、３の角型の場合、角の部分が隣接する両辺から抵抗を受けるため、より内側まで抵抗を受ける領域が広がります。

なので、断面積が同じ場合はより大きい内径の真円型の煙突が一番内壁による摩擦抵抗が少ない形になります。

補足

なるほど、分かりやすい回答ありがとうございます。
もう一点知りたいのですが、よく「一度煙突の径をしぼる事で流速を上げて排煙効果を高める」というような事を聞きます。
普通に考えると絞られている場所だけで流速が上がっても
煙突全体を見るとロスが出る分効率が落ちるのではないかと思われるのですが、
何か説明できる理論があるのか、間違いなのかわかりません。どうなんでしょうか？

回答No.2

cipher_roy

再度やってまいりました。

一度内径を絞ると流速が上がるというのは、ホースで水を流す時に一番先端の部分を指先で絞ると出てくる水の速度が上がるのと同じ効果によるものと思われます。

後ろから押す煙（ホースなら水）の量は変わらないのですが、単位時間当たりの通過量は同じでも通れる空間が減るので、強引に流速を上げて通り抜けることで帳尻を合わせようとしているわけです。

ただ、いつまでも細いままだと内壁の抵抗でまた減速してしまうので、内径を絞った場所を通った後はまたその加速効果を活かして大量に煙を流すため、広い内径に戻します。

お礼

なるほど！応用の利く良い例えのおかげでとても良く分かりました。感謝です。