Diskussion:Kamineffekt

Dieser Artikel wurde ab März 2017 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Kamineffekt“ diskutiert. Die Diskussion kann im Archiv nachgelesen werden. Anmerkung: Die angesprochenen Punkte sind Teil der QS zu Konvektion.

Dieser Artikel wurde ab Januar 2015 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Konvektion“ diskutiert. Du findest die Diskussion entweder am ursprünglichen Ort oder im Archiv, andernfalls kannst du sie hier suchen. Anmerkung: Die QS-Diskussion zur "Konvektion" wurde noch nicht beendet, dennoch scheint der Artikel "Kamineffekt" davon nicht mehr betroffen zu sein, weshalb die QS-Box aus "Kamineffekt" wieder entfernt wurde.

Die Artikelverbesserung oder -zusammenlegung wurde bereits 2015 diskutiert: (Link)

Einfluß auf die Rettung

In welcher Weise kann der Kamineffekt bei der Rettung von Menschen nützlich sein? --Besserwissi 14:08, 9. Sep 2005 (CEST)

Der Rauch zieht nach oben über Rauchabzugsklappen ab. Hadhuey 00:08, 19. Dez 2005 (CET)

Das ist richtig, aber nur, wenn man diese erst öffnet, wenn der Brand schon bekämpft und isoliert wird, ansonsten wurde sich der Brand weiter ausbreiten... --Linuxuser92 17:17, 8. Feb. 2009 (CET)

Kamineffekt ist falsch beschrieben!!!

Hallo, der Kamineffekt ist nicht etwa durch Wärme - das ist nur ein sekundärer Nebeneffekt - sondern durch die Tatsache, dass warme Luft leichter ist als kalte und deshalb warme Luft nach oben steigt und kalte nach unten fällt. Vermutlich sogar eine Folge der molekularen, braunschen Bewegung.

Vielleicht mags mal jemand ändern. --84.63.9.70 06:47, 21. Sep. 2007 (CEST)

Druckverlauf im Kamin

kennt sich damit jemand aus? Und hat Kondensationswärme hier nen Einfluß? H. Daniels Physikbuch kennt ein bischen dazu. -- Kyber 21:11, 18. Mai 2008 (CEST)

Den Kamineffekt gibt es auch abseits der Abgastechnik

In streng hirachischen Organisationen kommt es im Informationsfluss zum Kamineffekt. --Rainhelt 15:45, 21. Juli 2008 (CEST)

Was soll das denn sein? Bitte etwas genauer mit Belegen... --Thhart 10:47, 2. Dez. 2010 (CET)

Der Kamineffekt, mal aus physikalischer Sicht

das mit dem kamineffekt scheint ja wirklich eine ganz verzwickte sache zu sein.

hier mein vorschlag, der hoffentlich den physikalischen gegebenheiten näher kommt. Falls diese Version Akzeptanz findet, kann sie ja in den Hauptartikel übernommen werden.

Kamineffekt, aufs Neue:

I. Grundsätzliche qualitative Überlegungen

also: ein Kamin kann nur ziehen, wenn

1. das Gas im Kamin (Luft, Rauchgas) leichter ist als außerhalb des Kamins.

2. am einfachsten wird Gas leichter, wenn man es erwärmt. Kann sich das Gas im Kamin über die Kaminlänge zu schnell zu stark abkühlen, dann is nix mit Zug oder zu wenig (daher brauchen auch die Brennwertgeräte eigene Gebläse, um die absichtlich abgekühlten Rauchgase nach außen zu befördern). Auch dann nicht, wenn die Luft außerhalb des Kamins wärmer ist als im Kaminrohr.

3. der Sog, also die Druckdifferenz, die die Kamingase aus dem Kamin zieht, ist umso höher, je länger das Kaminrohr ist und je größer die Temperaturdifferenz zwischen Kamingas und Außenluft ist. Ist das Rohr zu lang, die Temperaturdifferenz zu groß, wird der Kaminzug u.u. zu groß, daher die Bemühungen, die jeweils richtige Kaminrohrlänge bezw. die Steuerung der Luftzufuhr am Ofen zu ermitteln, sonst klappt’s entweder gar nicht, oder zu viel Wärme geht oben raus.

4. die physikalischen Zusammenhänge des Kamineffekts werden durch die sog. barometrische Höhenformel beschrieben, wobei im einfachsten Falle davon abgesehen wird, daß die Temperatur der Luft in der Atmosphäre mit der Höhe abnimmt (es sind normalerweise ca. 1°C/100m, trockenadiabat, also ohne Dampfkondensation), was also bei den normalen Kaminlängen nicht ins Gewicht fällt.

II. Diese einfache barometrische Höhenformel lautet

p(h) = p(unten) * (exp (-(rho * g * h/p(unten))) (g = Erdbeschleunigung)

und bedeutet: mit der Höhe h über der Feuerstelle nimmt der Luftdruck p(h) außerhalb des Kamins, also in der Außenluft exponentiell ab, wobei wegen der höheren Dichte (rho) der kalten Luft die Druckabnahme ca. 1,3hPa/10m beträgt (Luft wiegt ca. 1,3kg/cbm), und das ist ca. 1,3mB/10m. Im Kamin ist das Rauchgas wegen der höheren Temperatur leichter, bei ca.140°C hat es eine Dichte von ca. 2/3 der Außenluft also ca. 0,8kg/cbm. und mit dieser Dichte nimmt der Druck des Rauchgases im Kamin – ebenso exponentiell - weniger schnell ab, nämlich im Beispielfall mit ca. 0,8mB/10m. Der Sog, der die Rauchgase aus dem Kamin ziehen soll (und soweit sonst alles stimmt auch zieht) beträgt also ca. 0,5mB/10m. bei einem Kaminrohr mit nur 5m Länge ist dieser Sog nur halb so groß also weniger als 0,3mB. Und mit diesem Druckunterschied – am oberen Ende des 5m-Kamins herrscht also im Kamin ein um ca. 0,3mB höherer Druck als unmittelbar oberhalb des Kamins in der kalten Außenluft – wird das Gas im Kamin nach oben/außen aus dem Kaminrohr gezogen. Dies natürlich unter der vereinfachenden Annahme, daß unten an der Feuerstelle der Außendruck herrscht, was die Wirklichkeit nicht vollständig wiedergibt, da sich der Druckunterschied zur kalten Außenluft(im Beispiel für einen 10m-Kamin mit 0,5mB berechnet für den oberen Kaminaustritt) über den ganzen Kamin verteilt und damit unten kräftig nachsaugen kann.

III. Störgrößen

Da diese Werte reichlich klein erscheinen, können natürlich andere Störgrößen durchaus Probleme bereiten, wie z.B. zu warme Außenluft, anfänglich zu kalter Kamin, zu großer Kaminquerschnitt, zu starke Wärmeaufnahme der Kamininnenwand (dann auch oft mit Kondensation des Verbrennungsprodukts Wasserdampf), Winddruck je nach Windrichtung und Dachorientierung und Kaminhöhe im Verhältnis zur Firsthöhe, Gestaltung der Austrittsöffnung nach oben, zu gasdichte Räume, die keine Frischluft von außen zulassen, oder gar Lüftungsventilatoren in Bad und Küche, die wegen stärkerer Saugwirkung die Rauchgase wieder aus dem Kamin zurücksaugen können usw usw.

IV. Nebenluft im Kamin

Im Normalbetrieb eines Kamins herrscht also oberhalb des Kaminrohrs immer ein Unterdruck, der das Gas aus dem Kaminrohr zieht, und das aus dem oberen Kaminende nach oben abgesogene Gas wird unten an der Feuerstelle nachgesogen. Daher tritt auch bei Undichtigkeiten kein Rauchgas nach außen, z.B. in Räume des Gebäudes, es wird ja nach oben abgesogen. Die Undichtigkeiten dürfen aber nicht zu groß werden, weil sonst der Sog an der Feuerstelle zu gering werden kann. Bei Gasheizthermen wird diese Nebenluft sehr gezielt eingesetzt, um die Anlage energetisch zu optimieren, die Temperatur im Kamin gezielt zu senken, um den Sog und damit die Strömungsgeschwindigkeit zu verringern. Der Bernoulli-Effekt mit seinem Unterdruck spielt dann eine Rolle, wenn die Gase im Kamin tatsächlich schnell sind, da dieser Effekt von der Strömungsgeschwindigkeit (der Kamineffekt dagegen von der Kaminhöhe und dem Dichteunterschied Innen/Außen) abhängt, und die will man nicht zu hoch, sonst wird zu viel Heizenergie verschwendet.

V. Kamine früher

Kamine in alten Gebäuden, bei denen die Feuerstellen früher eigentlich immer brannten, wenn es nur zum Kochen war, hatten immer Zug, einfach weil der Kamin nicht kalt wurde. und war er doch mal kalt, dann hat der Feuermacher als erstes eine lockere Zeitung angesteckt, damit die Kaminluft von unten erwärmt und wenn nicht zu starker Wind war, oder der Kamin total gefroren, dann kam der Kaminzug auch schnell in Gang, damals hat man aber auch nicht so viel Wert auf die energetische Optimierung gelegt, es ging nämlich verdammt viel Heizenergie zum Schornstein hinaus.

VI. Kamineffekt bei der Kerzenflamme

Übrigens brennt auch eine Kerze wegen des Kamineffekts: die Flamme erzeugt heißes Rauchgas, dieses wird entsprechend leicht, es steigt auf, mit der Höhe sinkt der Druck des Rauchgases langsamer als der der umgebenden Luft, es entsteht der "Kaminsog" auch ohne Kamin, die Rauchgase werden in einem engen Gaskanal nach oben gesogen, bei zu langem Docht sehr gut zu sehen, rußt halt. Erst wenn das Kerzenrauchgas ca. 30bis50cm über der flamme so viel kälter geworden ist, dass der Sog aufhört, bilden sich Wirbel. Aus den gleichen Günden brennt eine Kerze bei Schwerelosigkeit nicht, es gibt halt kein oben und unten, die Astronauten werden auf Wachskerzen an ihrem Weihnachtsbaum schon verzichten müssen.

VII. Kamineffekt bei Wirbelstümen

Nach dem gleichen Prinzip entstehen z.B. auch die tropischen Wirbelstürme, wie Hurrikane und Taifune, wobei hier die entscheidende Energiezufuhr, also zusätzliche Aufheizung der aufsteigenden Gase im "Kamin" durch die Kondensation des Wasserdampfs die Hauptursache für den Kaminsog ist: die stark wasserdampfhaltige Luft über der Meeresoberfläche wird im entstehenden Kamin nach oben gerissen und bei Abkühlung auf den Taupunkt kondensiert der Wasserdampf, was den Sog erst dramatisch entstehen läßt, weil jetzt die feuchtadiabatische Temperaturabnahme mit der Höhe von nur ca. 0,6°C einsetzt. Die aufwärts strebenden Luftmassen saugen von außen aus bis zu mehreren hundert km Entfernung feuchtigkeitsschwangere Luft nach, die ihrerseits durch Kugelgestalt und Rotation der Erde wegen der Coriolisbeschleunigung in Drehung versetzt werden. und weil diese riesigen rotierenden Luftmassen zum Zentrum hingesogen werden, kommt jetzt der Impulserhaltungssatz ins Spiel, der besagt, daß mit Abnahme der Entfernung vom Zentrum die Geschwindigkeit quadratisch zunimmt, was sich auch die pirouettendrehende Eiskunstläuferin zunutze macht, indem sie die Arme an den Körper zieht - daher die enormen zerstörerischen Windstärken im Zentrum des Sturms (das dann wieder ruhige Hurricane-Auge entsteht dadurch, weil das Hochsaugen der Luftmassen so stark wird, daß die Luft gar nicht bis zur Mitte dringt, die Zentrifugalkraft wird ja auch immer stärker. bei Tornados mit noch viel höheren Windgeschwindigkeiten ist der Aufwindkanal viel kleiner). Bei zu geringer Verdampfung, also Oberflächentemperatur des Meerwassers unter ca. 26,5°C, oder nach „landfall“ (der Hurricane hat dann kein Wasser mehr unter sich, das die Dampfenergie nachliefert) bricht die Gewalt des Sturms ziemlich rasch in sich zusammen.

VIII. Kühltürme bei Wärmekraftwerken

Bei Wärmekraftwerken muß aus thermodynamischen Gründen die Wärmeenergie am unteren Temperaturniveau nach außen abgeführt werden. Und weil dieses untere Temperaturniveau zur Erzielung eines noch akzeptablen Wirkungsgrades der Gesamtanlage möglichst tief liegen sollte, müssen die Kühltürme mit Naturzug aufgrund des Kamineffekts reichlich hoch gebaut werden, ca. 200m. Die den Kaminsog auslösende Temperaturdifferenz zwischen innen und außen am Kühlturm liegt also in ungünstigen Fällen (hohe Sommertemperaturen) bei vielleicht gerade mal 10 bis 20°C, was bei einer Höhe von 200m einen Sog von ca. 1mB/200m erzeugt. Bei solchen Anlagen geht es immerhin um mehrere GW Abwärmeleistung, die in die Luft abgegeben werden muß, daher die gigantischen Ausmaße.

IX. Aufwindkraftwerke

Die Aufwindkraftwerke arbeiten natürlich auch mit dem Kamineffekt. Die auf einer riesigen Fläche von mehreren Quadratkilometern unter Glas oder Plastik von der Sonne absorbierte Strahlungswärme, z.B. in Afrika, möchte natürlich irgendwo aufsteigen und dies kann sie im Aufwindkamin. Wenn der ausreichend hoch ist, bei großtechnischen Anlagen denkt man an ca. 1km Höhe, dann entsteht bei einer Lufttemperaturdifferenz innen/außen von ca. 40°C ein Sog von ca. 15mB (das ist allerdings eine sehr grobe Schätzung), und das ist wahrlich gewaltig, wenn man die Wetterverhältnisse in Tiefdruckgebieten anschaut, die solche Druckdifferenzen erst nach hunderten von km aufbauen, und welche Energien solche lächerlich erscheinenden Druckdifferenzen im Wettergeschehen freisetzen können, ist bekannt. Ist dann der Querschnitt des Aufwindkamins richtig dimensioniert, dann werden riesige Luftmassen nach oben gerissen, die die turbinen im unteren teil es Turms antreiben. Und dies nicht nur zu Sonnenscheinzeiten, sondern so lange, wie die im Boden gespeicherte Wärme im Laufe eines Abends die zum Zentrum strömende Luft noch erwärmen kann.

Quelle: zur barometrischen Höhenformel: Gerthsen, Physik, Springer-Verlag 1989

--Han-ri 08:30, 16. Dez. 2008 (CET)

Ich finde das richtig gut, das könnte auf jeden Fall in den Artikel rein. Denn so, wie es jetzt dort steht, ist es auf jeden Fall falsch. Laut der Definition im Artikel bräuchte man für den Kamineffekt ein offenes Feuer, was aber nicht der Fall ist (siehe Thermikkraftwerk. Nur bleibt bei mir noch eine Frage offen: Warum nimmt der Druck warmer Luft nicht so schnell ab, wie Druck kalter Luft? Ansonsten sehr gut umschrieben. Man könnte vielleicht noch das Luftwirbelkraftwerk kurz erwähnen.

--Linuxuser92 17:13, 8. Feb. 2009 (CET)

Ich finde das gar nicht gut! Der Kamineffekt hat nämlich nichts mit dem Luftdruckunterschied zwischen dem Boden und der Spitze des Kamins zu tun. Der Kamineffekt beruht wie im Artikel angegeben auf der Auftriebskraft. Wenn ich einen Kubikmeter Luft (1,2 kg/m³ also ca. 252g Sauerstoff und 948 g Stickstoff) von ca. 300 °K zur Verbrennung von Kohlenstoff benutze werden dabei 94,5 g Kohlenstoff benötigt. Es entsteht ein Gemisch aus Kohlenstoffdioxid und Stickstoff. Bei einer Verbrennungstemperatur von 1000 °K nimmt dieses Gasgemisch ein Volumen von ca. 3,5 m³ ein und hat eine Dichte von ca. 0,37 kg/m³. D.h. Die Verbrennungsgase verdrängen eine Masse von 4,2 kg Luft was eine Auftriebskraft von ca. 28,5 Newton ergibt. Wenn man sich jetzt einen hohen Kamin baut und dafür sorgt, daß die Abgase im Kamin nicht abkühlen dann zieht der richtig ordentlich. 212.122.61.138 17:27, 28. Apr. 2010 (CEST)

Herkunft der Bezeichnung

Kommt der Name wirklich vom Kamin im Sinne von Feuerstelle und nicht von Kamin im Sinne von Schornstein? Der KE tritt doch bei allen Schornsteinen auf, egal ob unten ein Kamin ist oder etwas anderes! --Röhrender Elch 20:21, 2. Jan. 2010 (CET)

Umgedrehter Effekt

Ich habe den ganzen Artikel heute grundlegend überarbeitet und versucht neu zu strukturieren. Insbesondere fand ich es wichtig die Einseitigkeit der Strömungsrichtung aufzuheben. Für sonstige Hinweise und Kritiken bin ich offen und gerne bereit einzuarbeiten. -- Thhart 14:25, 18. Dez. 2010 (CET)

Ich bin nicht ganz glücklich mit der neuen Einleitung. Ja, es gibt den umgekehrten Effekt, und er sollte auch erwähnt werden, da er aber in der Praxis sehr viel seltener anzutreffen ist, tritt er in seiner Bedeutung hinter dem "normalen" Kamineffekt zurück. Auch dies sollte im Artikel zum Ausdruck kommen. Konkret habe ich mit folgenden Formulierungen ein Problem:

• "Temperaturunterschiede in der Luft erzeugen einen Luftstrom, der Luft von der warmen Schicht hin zur kalten Schicht transportiert." ← Dies stimmt erstens nur, wenn die warme Schicht unter der kalten Schicht liegt und zweitens finde ich den Begriff "Schicht" hier irreführend, da er eine (groß-)flächige Ausbreitung suggeriert. Beispielsweise im klassischen Kamin, der dem Effekt den Namen gab, liegt die heiße Luft aber nicht als flächige Schicht, sondern nur sehr lokal begrenzt im Feuer vor. Die Umgebungsluft, bei der man von Schichten sprechen kann, ist unten ebenso kalt wie oben, was den Auftrieb und damit den Kamineffekt sogar noch verstärkt!
• "Warme Luft hat eine geringere Dichte als kalte Luft, hierdurch entsteht ein Luftaustausch." ← Wie gesagt: Luftaustausch entsteht nur, wenn die warme Luft unten ist. Den Begriff "Luftaustausch" finde ich hier etwas zu schwach; das könnte auch Diffusion sein, keine gerichtete Strömung, wie sie durch den Kamin erzeugt wird. Außerdem vermisse ich den Schlüsselbegriff Auftrieb. Auch beim umgekehrten Effekt ist Auftrieb die Ursache der Strömung, nur daß er außerhalb des Kamins wirkt.
• "Entgegen der allgemeinen Vorstellung gibt es Kamineffekte in beide Richtungen, ..." ← Hier unterstellst Du dem Leser eine begrenzte Vorstellung, die vielleicht so nicht vorliegt. Der Satz gehört abgeschwächt. In diesem Zusammenhang sollte, wie eingangs gesagt, zum Ausdruck kommen, daß der Fall mit der Aufwärtsströmung im Schacht den Normalfall darstellt.

Ansonsten gute Ergänzungen zum Artikel; noch ein wenig an den Formulierungen feilen, dann haben wir eine echte Verbesserung des Artikels. Danke! --TETRIS L 10:58, 21. Dez. 2010 (CET)

Danke für die Anregungen, ich habe etwas geglättet und die Formulierungen verfeinert. -- Thhart 19:25, 1. Jan. 2011 (CET)

Klassischer Kamin

Was ist ein Klassischer Kamin? --Röhrender Elch 22:41, 20. Dez. 2010 (CET)

Mein Ansinnen war, den alten eigentlichen Kamin als Bauwerk um eine Feuerungsstelle als Begriffsgeber herauszustellen und diesen als klassisch bezeichnet. Ich denke Kamine gibt es heute in vielfältiger Form. Ich habe es etwas zurückgenommen, aber auf klassisch noch nicht ganz verzichtet, vielleicht hast Du ja eine konzeptionelle Gegenidee? -- Thhart 19:30, 1. Jan. 2011 (CET)

Ich vermute, dass die Bezeichnung (kein Begriff!) nicht vom Kamin im Sinne von Feuerstelle, sondern vom Kamin im Sinne von Schornstein kommt; vgl. Diskussion:Kamineffekt#Herkunft_der_Bezeichnung --Röhrender Elch 19:51, 19. Apr. 2011 (CEST)

"Verursacher"?

"... was den Verursacher dieses Effekts begünstigt" - wer oder was ist denn der Verursacher?? Nicht eindeutig und auf jeden Fall nicht schön formulierte ... --82.113.103.164 21:39, 11. Nov. 2011 (CET)

Textfragment aus Einleitung zur weiteren Verwendung an geeigneter Stelle hier zwischengelagert.

In der Einleitung des Artikels gab es einige Erläuterungen, die sich nicht auf den Kamineffekt im Allgemeinen, sondern sehr speziell auf Schornsteine über Feuerungen beziehen. Nichts Falsches dran, außer dem Ort, an dem dieser Text erscheint. Deshalb habe ich das Fragment aus dem Artikel entfernt und zur weiteren Verwendung an geeigneter Stelle hier zwischengelagert. Bitte bei der Weiterverwendung auf die Autorenschaft laut Versionsgeschichte des Artikels achten.

------------ schnipp --------------------

Der Kamineffekt kann beeinträchtigt sein wenn

• der Schornstein zu niedrig, mangelhaft wärmegedämmt oder undicht ist,
• Wind einen zu starken Winddruck erzeugt sofern der darüberstreichende Wind nicht den Kaminzug erhöht
• der Schornsteinquerschnitt zu gering ist
• die Feuerstellen einen sehr guten Wirkungsgrad aufweisen und in der Aufheizphase zu wenig Wärme in den Schornstein gelangt um den Auftrieb zu gewährleisten
• Feuer nur glost und zu wenig Thermik hervorruft
• eingeschaltete Ventilatoren von Dunstabzugshauben und Zentralstaubsauganlagen einen Unterdruck im Gebäude verursachen und die Kaminöffnung (wegen abgedichteter Fensterritzen und Türschlitze) die größte Zuluftöffnung zum Abbau des Unterdrucks darstellt.

Ein schlechter Kaminzug kann die Bildung von Kohlenstoffmonoxid bei der Verbrennung begünstigen, wobei dieses giftige Gas dabei auch in den Aufstellungsraum des Ofens gedrückt/gezogen werden kann.

------------ schnapp --------------------

--Pyrometer (Diskussion) 13:18, 13. Mär. 2014 (CET)

Kamineffekt aufgrund des Höhenunterschiedes?

Also fernab von jeder Theorie entsteht in einem Kamin von 100 m Höhe auch ein Zug ohne die Zufuhr von warmer Luft, einfach nur indem man unten am Kamin eine Klappe öffnet. Der Zug ist dann so stark, dass ein Großventilator mit 3m Laufrad zur Turbine wird, wenn keine Klappen eingebaut sind und die Öffnung vor dem Ventilator befindlich ist. Dieser Effekt hat mit warmer und kalter Luft nichts zu tun, dafür ist der Unterschied viel zu gering, sondern eventuell mit dem Druckunterschied aufgrund der Höhendifferenz. (nicht signierter Beitrag von 62.153.238.117 (Diskussion) 12:45, 22. Mai 2014 (CEST))

Weil der Kamin innen niedriger ist als außen vielleicht?

Wir haben uns alle Mühe gegeben, die Sache zu erläutern. Wenn das auf Deinem Planet alles anders ist, dann hat der eine andere Physik. --Pyrometer (Diskussion) 21:46, 26. Jun. 2014 (CEST)

Umgekehrter Kamineffekt.

Das muss überarbeitet werden. Deshalb vorerst auskommentiert.

Kühle Fallluft wird schon lange genutzt: Badgir. Daran ist nichts neu. Noch nicht mal die großtechische Nutzung ist neu, die gibt es nämlich noch gar nicht. Nur eine Idee, meines Wissens gibt es aber noch nicht mal einen Prototyp. --Pyrometer (Diskussion) 21:42, 26. Jun. 2014 (CEST)

Bild Schornstein

ich find das Bild extrem ungünstig: Jeder der einen Kamin/Schornstein sieht, weiß dass da was raus kommt, meistens kann man es sehen. Drücke ganz weit oben liegen außerhalb des interessierenden Bereiches. Der Aufwärtsstrom im Kamin wurde noch dazu sehr hell gezeichnet, fast unsichtbar und ist der in der Anwendung Wichtige. Mit dem Druckunterschied unten am Zulauf/Eingang kann ich mich fragen: wo geht das alles hin was da rein kommt, werden ja immer mehr Teilchen, dann müsste es immer dichter werden und der Druck zunehmen womit der Prozess zum Erliegen käme. Wo ist die Zirkulation die das alles sofort aufklärt fragt sich --2A02:908:1013:C5A0:D51C:CE96:159A:4CD7 18:01, 11. Feb. 2020 (CET)

Höherer Blödsinn ("Die Luftbewegung wird ausschließlich durch die Schwerkraft verursacht.")

Textzitat:

Warme Luft hat eine geringere Dichte als kalte. Sie ist "leichter". Wenn also in einem Kamin die Luft erwärmt wird, entsteht durch den hydrostatischen Druck, den die kältere, dichtere, "schwerere" Außenluft ausübt, eine thermische Konvektion. Außenluft tritt durch die untere Öffnung in den Kamin ein und drückt die warme Luft durch die obere Öffnung hinaus.

Ist die Luft im Kamin kälter als die Umgebungsluft, kehrt sich die Bewegungsrichtung um (Fallwindkraftwerk).

Vielfach wird die Meinung vertreten, warme Luft steige von selbst nach oben und verursache im Kamin einen Unterdruck mit entsprechender Sogwirkung auf die Umgebungsluft. Das ist jedoch eine unzutreffende Vorstellung. Die Luftbewegung wird ausschließlich durch die Schwerkraft verursacht. Ohne Schwerkraft würde sich Luft bei Erwärmung allenfalls ausdehnen und durch die vorhandenen Öffnungen austreten, darüber hinaus jedoch nicht in Bewegung geraten.  

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Alternativvorschlag:

Die heißen Abgase eines Lockfeuers haben eine geringere Dichte als die im Kaminrohr lagernde kalte Luft, sie sind leichter, und haben daher nach dem archimedischen Prinzip gegenüber der (im Kaminrohr) umgebenden kalten Luft Auftrieb, wie eine Luftblase in einer Wassersäule. Genau wie diese Luftblase im Wasser verdrängen die ersten aufsteigenden Abgase das kältere Medium oberhalb, das zwangsläufig seitlich ausweicht und in der Folge entlang der kälteren Kaminwand strömend den Raum unter der aufsteigenden Abgasblase einnehmen würde. Doch die schnell aufsteigende und turbulente Strömung eines kräftigen Abgasstroms reißt aus diesem Gegenstrom "Luftblasen" der kälteren Temperatur mit, wie strömendes Wasser Luftblasen mitreißt. Zudem erwärmt die turbulente Vermischung die oberhalb lagernde "kalte Luft", die von nachfolgenden heißen Abgasen dann noch leichter mitgerissen wird, eine sich bildende  Pfropfenströmung (Zweiphasenströmung) schiebt die verbliebenen kälteren Luftmassen aus dem Kaminrohr, darunter bildet sich eine einheitlich homogene Einphasenströmung nach oben. Der Bernoulli-Effekt der Strömung bewirkt einen Unterdruck im Verbrennungsraum (den sogenannten Förderdruck) gegenüber dem Luftdruck. Der Druckunterschied wird ausgeglichen indem Frischluft angesaugt wird (oder je nach Betrachtungsweise der nunmehrige Überdruck des Luftdrucks Frischluft nachströmen lässt), der "Kaminzug" entsteht. An engen Luftzutrittsöffnungen tritt zudem ein Venturi-Effekt ein, der mehr Sauerstoff pro Zeiteinheit an das Verbrennungsgut bringt und das Feuer dadurch stärker anfacht (siehe auch Anzündkamin). Ein einzelnes Zündholz kann den Kaminzug nicht starten lassen, dazu werden schnell abbrennende Anzündhilfen (Papierknäuel, Fidibus, Spreissel) benötigt, die schnell ein großes heißes Abgasvolumen (geringer Dichte) entstehen lassen.

Daneben gehört noch erklärt, was den Kaminzug behindert oder verbessert (wo dann die "Schwerkraft" uns auch nicht mehr weiterhilft):

• Kaminlänge
• Höhe des Kamins überm Dach
• Einblasen von Wind / Fallwinde / Windverhältnisse rundum (Nachbarhäuser)
• die Leistung der Feuerstätte
• der sogenannte Förderdruck
• Brennstoffart
• Sonneneinstrahlung auf den Kamin
• Wetterlage

…

--Maschinist1968 (Diskussion) 20:32, 15. Feb. 2020 (CET)

"Die heißen Abgase eines Lockfeuers haben eine geringere Dichte als die im Kaminrohr lagernde kalte Luft, sie sind leichter, und haben daher nach dem archimedischen Prinzip gegenüber der (im Kaminrohr) umgebenden kalten Luft Auftrieb, wie eine Luftblase in einer Wassersäule." Ok! An diesem Satz habe ich nichts auszusetzen.

"Genau wie diese Luftblase im Wasser verdrängen die ersten aufsteigenden Abgase das kältere Medium oberhalb, das zwangsläufig seitlich ausweicht und in der Folge entlang der kälteren Kaminwand strömend den Raum unter der aufsteigenden Abgasblase einnehmen würde." Und jetzt sagst du das glatte Gegenteil. Jetzt haben die Luftblasen nicht Auftrieb, sondern steigen von selbst auf und verdrängen sogar das über ihnen befindliche Wasser oder eben die schwerere kalte Luft. Was treibt sie an? Darüber sagst du nichts. Es ist eben so, weil es so scheint. Aber das ist falsch. Auch die Luftblasen haben Masse und unterliegen der Schwerkraft. Sie steigen nicht einfach hoch. Das Gegenteil ist richtig. Das über ihnen liegende schwerere Medium fällt um die Luftblase herum nach unten und verdrängt sie nach oben, treibt sie auf. Die Kraft, die die Luftblasen nach oben treibt ist die Schwerkraft, die das dichtere Medium nach unten zieht, so wie das auf unserer Erde immer geschieht, wenn etwas fällt. Egal was herunterfällt, die Luft die dort war, wird weggedrückt. Nur sehen wir sie normalerweise sich nicht als Blasen zu bewegen.

Übrigens, das obige Textzitat mit dem "höheren Blödsinn" stammt von mir. Du solltest es vielleicht besser doch noch einmal gewissenhaft lesen.--Heggler (Diskussion) 21:37, 18. Feb. 2020 (CET)

Beim Verbrennen von Kohlenstoff entsteht ein großes Volumen an heißem CO₂. Das will irgendwohin expandieren. Der Auftrieb gibt die Richtung vor, nach oben. Dass kalte Kaminluft an der Kaminwandung herunterläuft ist ein Sekundenphänomen, kürzeste Zeit später sind es eher Kondensate (wie bei einem Rückflusskühler), durch Verwirbelung wird der Kamininhalt immer wärmer und ständig wird von unten heißes Abgas nachgeliefert. --Maschinist1968 (Diskussion) 02:42, 19. Feb. 2020 (CET)

Diesen Aussagen stimme ich zu. Aber sie sind nicht die Antwort auf meine Erwiderung. Um unseren Dissens zu beheben, geht es mir ersteinmal allein um Luftblasen im Wasser.

Einerseits sagst du, dass Luftblasen in einer Wassersäule Auftrieb haben. Das ist korrekt. Andererseits erklärst du, dass aufsteigende Luftblasen das Wasser verdrängen, das zwangsläufig seitlich ausweicht. Das ist imho nicht korrekt. Wie begründest du das? Warum sollten Luftblasen das Wasser verdrängen? Welche Kraft sollte dies bewirken? Auftrieb, wie du im ersten Satz sagst, kann es nicht sein, denn der geht vom Wasser aus. Nur das dichtere Medium kann Auftrieb erzeugen, das weniger dichte, hier die Luft, erfährt ihn. Das habe ich aber oben deutlich zum Ausdruck gebracht. Darauf bist du nicht eingegangen. Bitte hole das nach.--Heggler (Diskussion) 22:34, 20. Feb. 2020 (CET)

Bernoulli-Effekt oder statischer Auftrieb?

Bernoulli-Effekt oder statischer Auftrieb? Wenn der Kamin aufgeheizt ist, wirkt am unteren Ende des Kamins kein oder kaum ein Bernoulli-Effekt, sondern der statische Auftrieb. An seitlichen Öffnungen weiter oben im Kamin haben sowohl der statische Auftrieb als auch die durch statischen Auftrieb erzeugte Strömung mittels Bernoulli-Effekt Anteil an der Druckabnahme im Kamin. Luft strömt daher auch dort in den Kamin. Sind an den oberen seitlichen Öffnungen weitere Wärmequellen, tragen sie dort zum statischen Auftrieb bei. --Diwas (Diskussion) 22:19, 1. Mär. 2020 (CET) @Maschinist1968: --Diwas (Diskussion) 03:33, 6. Mär. 2020 (CET)

DAS ist zwar keine valide Quelle, aber es wird sehr einfach erklärt.

Der Unterdruck im Kamin = Förderdruck. Davon hängt die ganze Schornsteinfegerbranche ab. Hat wer die EU-Norm zur Hand? --19:34, 6. Mär. 2020 (CET) (unvollständig signierter Beitrag von Maschinist1968 (Diskussion | Beiträge) )

Die von dir genannten Quellen deuten darauf hin, dass der statische Auftrieb eine wichtige Rolle spielt. Dein Text im Wikipedia-Artikel: Der Bernoulli-Effekt der Strömung bewirkt einen Unterdruck im Verbrennungsraum (den sogenannten Förderdruck) gegenüber dem Luftdruck. suggeriert, dass ausschließlich der Bernoulli-Effekt einen Unterdruck gegenüber der Raumluft erzeugt. Dass der Unterdruck im Kamin dem Förderdruck entspricht, ist naheliegend und wirft wohl keine Fragen auf. Dass dieser Unterdruck/Förderdruck jedoch ausschließlich dem Bernoulli-Effekt geschuldet ist und die abweichende Dichte des Gases im Kamin gegenüber der äußeren Luft keine Wirkung haben soll, stößt wenigstens bei mir auf Unverständnis. --Diwas (Diskussion) 06:59, 7. Mär. 2020 (CET)

@Maschinist1968: Hast du eine Antwort auf meine Frage, ob nicht doch der statische Auftrieb das Entscheidende sei? Die Strömung die den Bernoulli-Effekt hervorruft, wird doch erst durch den statischen Auftrieb erzeugt. --Diwas (Diskussion) 05:54, 11. Mär. 2020 (CET)

Auch hier begegnen wir wiederum der weitverbreiteten irrigen Meinung, warme Luft steige per se nach oben, eben weil sie wärmer als die der Umgebung sei. Zwar steckt in dem Begriff "Auftrieb" schon die Andeutung, dass sie aufgetrieben wird und nicht von selbst aufsteige, dennoch schließen daraus wohl die wenigsten, dass schlicht die kältere und damit dichtere Außenluft die weniger dichte warme Luft im Kamin nach oben drückt.

Durch die Verengung des Strömungsquerschnittes im Kamin, erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit, was nach Bernoulli einen Druckabfall zur Folge hat. (Wäre der Kamin ein flexibles Rohr, würde dieses daraufhin durch den Normaldruck der Umgebungsluft etwas zusammengedrückt.) Die höhere Strömungsgeschwindigkeit hat dynamische, trägheitsbedingte Mitreißeffekte zur Folge, Strömungsantrieb bleibt jedoch immer der auf der Schwerkraftwirkung beruhende ursprüngliche hydrostatische Druck der dichteren Umgebungsluft, egal welche Werte der innere Druck im Zuge der Strömung (nach Bernoulli) auch annimmt.--Heggler (Diskussion) 19:06, 14. Mär. 2020 (CET)

Statische Zugstärke

Mag die Formeln jemand einbauen? Quelle --Maschinist1968 (Diskussion) 23:20, 6. Mär. 2020 (CET)

Neuformulierung

Im Artikel werden einige Sachverhalte falsch oder unklar dargestellt. Falsch ist, dass der Unterdruck im Verbrennungsraum aufgrund des Bernoulli-Effektes entstünde. Der geringere hydrostatische Druck gegenüber der Außenluft (Unterdruck) entsteht durch die geringere Gewichtskraft der heißen Rauchgase im Kamin. Allein dieses Druckgefälle verursacht die Kaminströmung

Auch sollte klar herausgestellt werden, dass der Auftrieb der heißen Verbrennungsgase beim Anzünden durch das Absinken der darüberliegenden kälteren und damit dichteren, schwereren Luft verursacht wird. Durch sie werden die heißen, leichteren Gase nach oben verdrängt. Deren Aufsteigen ist die Gegenbewegung zur absinkenden Kaltluft, nicht umgekehrt.

Aufgrunddessen habe ich den Teile des Artikels neu formuliert. Nach einem ersten Anlauf vor knapp einem Jahr stelle ich dies hier mit dem Ziel zur Diskussion, eine allgemein akzeptierte Neufassung einzustellen. Ich schlage dazu folgende Formulierung vor:

Der Kamineffekt beruht auf der durch die Schwerkraft verursachten natürlichen Konvektion heißer Rauchgasen in einem Kamin oder ähnlichen vertikalen Schacht. Er wird technisch genutzt, um Abgase von Feuerungen durch Schornsteine abzuführen (Naturzugfeuerung) und steht im Gegensatz zum Abbrand eines offenen Herdfeuers (etwa einer Rauchküche, wo die Rauchgase durch das Haus zogen) oder eines offenen Lagerfeuers.

Wird ein Feuer in einem Feuerraum unterhalb eines Kamins entzündet, wird der zuvor herrschende ausgeglichene hydrostatische Druck aus dem Gleichgewicht gebracht. Es entsteht schnell ein gewisses Volumen heißer Rauchgase mit geringerer Dichte als der im Kamin befindlichen kälteren Luft. Daraufhin beginnt diese aufgrund der Schwerkraftwirkung an der noch kalten Innenwandung des Kamins unter die heißen und damit leichteren Abgase zu fließen und diese nach oben zu verdrängen. Sie facht damit die Verbrennung weiter an, wird selbst wiederum erhitzt und durch weitere absinkende kältere Luft in turbulenter Weise nach oben verdrängt, so dass sich der Kamin zunehmend mit heißer Luft und Abgasen füllt. Damit ergibt sich gegenüber der Außenluft ein hydrostatisches Ungleichgewicht, das sich dadurch auszugleichen beginnt, dass kältere und damit dichtere, schwerere Umgebungsluft von unten in den Kamin eindringt und die heißen, weniger dichten, also leichteren Verbrennungsgase im Kamin nach oben herausdrückt. Es etabliert sich eine homogene Strömung nach oben. Durch geeignete Führung der einströmenden Frischluft kann die Verbrennung beeinflusst und optimal gestaltet werden.

Ein einzelnes Zündholz wird den Kamineffekt nicht auslösen, dazu wird ein Lockfeuer mit schnell abbrennenden Anzündhilfen (Papierknäuel, Fidibus, Spreissel) benötigt, die schnell ein großes, heißes Abgasvolumen entstehen lassen. Zum richtigen Anzünden eines Feuers im Ofen siehe Kaminofen#Richtiges Anzünden

Ein Kamineffekt kann z. B. auch bei Fassadenbränden auftreten, wenn die heißen Rauchgase in einem engen Lichthof, hinter einem Wärmedämmverbundsystem oder im Hohlraum einer hinterlüfteten Fassade durch oben befindliche Öffnungen von der kalten, schwereren Umgebungsluft herausgedrückt werden können. Derselbe Effekt tritt auch bei Bränden auf, deren Rauchgase in ein Stiegenhaus oder einen Aufzugsschacht und von dort weiter oben über eine Öffnung ins Freie gelangen können.

--Heggler (Diskussion) 20:49, 18. Jan. 2021 (CET)