Почему трубу у печки стараются делать подлиннее и попрямее? Что такое тяга?

В предыдущих ответах половину наврали, а правильного полного ответа нет.

В соответствии с законом идеального газа, при равном давлении более тёплый газ имеет меньшую плотность. Поэтому тёплый газ поднимается вверх, а холодный опускается вниз, и это называется конвекцией.

Представь вертикальную трубу и в ней воздух. Масса этого воздуха равна плотности, умноженной на внутренний объём трубы. Сила тяжести равна масса умножить на ускорение своб. падения. Если воздух в трубе тёплый, то он будет стремиться вверх с силой, равной разности силы тяжести холодного воздуха (когда труба заполнена холодным воздухом) и силы тяжести тёплого воздуха (когда труба заполнена тёплым вооздухом) .

Что такое тяга? Тяга (разрежение) — понижение давления, способствующее протоку воздуха или дымовых газов через вентиляционные каналы, дымоходы, топки (источник: Википедия) .

Давление есть сила (которую мы ужке вычислили) , делённая на площадь сечения трубы.

Если всё в одну формулу давления объединишь, то увидишь, что давление зависит от высоты трубы, и не зависит от сечения (с оговоркой, что труба одинакова по сечению) .

Это мы брали идеальную трубу, то есть считали, что воздух в ней при прохождении не охлаждается. Тогда да, чем длиннее труба в высоту, тем выше тяга.

Теперь про прямоту трубы. Прямая труба создаёт наименьшее сопротивление движению воздуха по трубе (меньше уходит энергии на трение о стенки трубы, потому что прямая труба короче, и на завихрения воздуха в трубе) . Поэтому потери тяги в прямой трубе будут меньше, чем в непрямой.

дым горячий и легкий. воздух снаружи имеет температуру ниже, чем у дыма, а плотность выше. по закону Архимеда дым всплывает вверх. Чем выше труба, тем больше разница температур и плотностей, тем больше сила, увлекающая дым вверх. Эта сила и есть тяга.

Тяга - это разность давления воздуха между поддувалом печки и верхом трубы. за счёт чего обеспечивается подача воздуха в топку для горения.

Труба должна возвышаться над коньком крыши как минимум на 0,5 метра. Иначе не создастся нужная разница температур и разность давления в печи и в дымоходе и продукты сгорания печи не смогут полностью выйти из топки. В результате вы, пардон, задохнетесь от отравления продуктами сгорания и угарным газом. Таковы реалии печного строительства, написанные потом и кровью.

разница в температурах окружающего воздуха и дыма из трубы в длинных трубах больше, соотв-нно больше перепад давления и больше тяга.
А попрямее - только снаружи дома, в доме у нормальной печки дымоход выкладывают с поворотами, да подлиннее, так, чтобы все тепло оставалось в доме и печь грела всеми углами.

Тяга образуется за счет изменения объема дымовых газов от температуры. При прямолинейном движении минимальные потери давления. При неправильном выборе трубы дым будет конденсироваться и стекать на потолок.

Вдобавок к объяснениям Андрея и Виктора скажу, что у прямой трубы "гидравлическое" сопротивление меньше и потому дым уходит быстрее.

Дам пародоксальный ответ (парадокс это, что кажется не так, а на самом деле, так оно и есть) :

— большая тяга нужна для того, чтобы ее можно было уменьшать (регулировать) !

Давление атмосферы падает с высотой, поэтому, чем выше труба, тем в начале топки будет больше тяга, что поможет растопить печь без раздува ее мехами или вентилятором. Да и раздувать легкими тоже не придется.

Однако, если не хочешь, чтобы все тепло горящих дров выдуло в трубу (в буквальном смысле) , тягу надо уменьшать. Это можно сделать двумя способами, различающимися в принципе и применяемыми в разных случаях:

— перекрытием поддувала,
— перекрытием верхней заслонки.

Начну с последней: чем больше она перекрывает сечение трубы, тем выше кпд трубы (меньше дров потребуется) . Происходит это потому, что в этом месте получается перепад давлений, при прохождении отходящих газов через который, происходит их адиабатическое (без теплообмена) расширение, приводящее к их охлаждению — это означает, что теплу не удастся уйти дальше вместе с газами. Газы уйдут, но холодными. И тем более холодными, чем больше разность давлений (в холодильнике они способны дать минус, причем и -18 (***), и -24 (****), и -30 (пять звездочек, круче в быту не бывает, ну, разве что это коньяк — такой круче) .

Так что же: перекрыть заслонку до упора? Нет, газы не будут успевать уходить, их нижняя граница, спускаясь, достигнет топки и загрузочного люка (если печь дровяная) и через дверцу люка пойдет в помещение. Если сразу не унюхаешь — отравит насмерть.

Тут надо заслонку пока поставить в среднее положение (при розжиге она открыта полностью: так рассчитал печник, что клал ее) и поработать поддувом: чем он меньше (чем больше закрыта дверца люка поддува) , тем медленнее горят дрова и тем меньше газов — вот они и поднимутся (за счет тяги, о чем уже говорили) .

Вот теперь и посуди, как трудно было топить печь нашим предкам без автоматики. К счастью, дров тогда было немеряно, и им было плевать на кпд, а кто пытался не упустить тепло и слишком открывал поддувало, закрывая заслонку, не повезло: угорели. Кто оклемался в течение 6 часов, остался в живых, только голова у них еще долго трещала.

И еще. Не только заслонка не дает газам выйти, но и слишком длинная труба. Вот правильно пишут, что вылет трубы над крышей должен быть больше 0,5 м: при экономичной топке дым на срезе трубы должен и остаться. Это означает, что отдал все тепло, что мог, чтобы выйти, а подняться выше он уже не может. Но вот дунул ветер и

— задул дым обратно в трубу или
— опустил дым снаружи прямо в окна. Еще ничего, если тебе: подрегулируешь печь. А если соседу эту вонищу отнесет? А если он спит и не почувствует, что его отравили?

Вот поэтому и трубу надо делать чуть длиннее, и газы выпускать чуть горячее, уменьшая кпд. Но не будешь же сидеть все время у печи и двигать заслонки и дверцы туда-сюда?. .