Без знання законів руху газів в каналах неможливо правильно сконструювати внутрішній устрій печі, а тому ми звернемося до основних явищ, пов'язаних з рухом газів.
Оскільки вивчення руху газів представляє деяку складність, то ми проілюструємо це поняття на прикладі руху рідини, так як деякі закони руху рідини газів однакові. Позначивши рух рідини лініями, які називаються лініями струму, зобразимо графічно величину швидкості течії рідини і газу. У тих місцях, де швидкість більше, лінії струму проведені гущі і, навпаки, де швидкість менше, лінії струму рідше. Якщо через поперечний переріз труби проходить однакову кількість рідини, то такий рух називається сталим.
У трубі однакового перетину (рис. 27, а) по всій її довжині швидкість руху частинок рідини однакова (при відсутності вимоги); лінії струму на малюнку показані паралельними і розподілені всюди однаково. При русі ж уздовж труби з неоднаковим перетином (рис. 27, б) швидкості ці різні.
Позначимо швидкість течії рідини в перерізі S1 труби через ν1, а в перетині S2 - через ν2 (рис. 27, в). При сталому перебігу кількість води, що протікає в 1 сек. через поперечний переріз труби S1, дорівнює кількості води, що протікає через перетин S2 цієї ж труби. Чи можемо записати:
S1 ⋅ ν1 = S2 ⋅ ν2,
звідки випливає, що
т. е. при сталому перебігу швидкості руху частинок рідини обернено пропорційно площам перетину труби.
У поточній рідини розрізняють статичну і динамічному тиск. Причиною статичного тиску, як і в випадку нерухомої рідини, є її стиснення. Статичний тиск є в напорі на стінку труби, по якій тече рідина. Динамічне тиск обумовлюється швидкістю течії рідини. Щоб виявити це тиск, треба загальмувати рідина і тоді воно, як і статичний тиск, проявиться у вигляді напору. Сума статичного і динамічного тисків називається повним тиском.
Практично для вимірювання тиску всередині рухомої рідини або газу застосовують вузькі манометрические трубки. Статичний тиск вимірюється за допомогою манометричної трубки площину якої розташована паралельно лініям (рис. 28, а). Якщо рідина в трубі знаходиться під тиском в манометричної трубці вона піднімається на деяку висоту h, відповідну статичному тиску в даному місці труби. Повний тиск вимірюють трубкою, площину отвору якої розташована перпендикулярно лініям струму (рис. 28, б). Такий прилад називається трубкою Піто. Рідина, потрапивши в трубку через отвір, зупиняється на деякій висоті.
Висота стовпа рідини Н в манометричної трубці буде відповідати повному тиску рідини в даному місці труби.
Якщо виміряти статичний тиск в рідині, що рухається в різних частинах труби змінного перерізу (рис. 29), то виявиться, що у вузькій частині труби воно менше, ніж в найширшій її частині. Швидкість течії рідини, як відомо, обернено пропорційні площам перетину труби, тиск в рідині, що рухається залежить від швидкості її течії.
Отже, при сталому русі рідини в місцях звуження каналів тиск рідини знижений, в місцях, розширення підвищено.
Явища, з якими ми познайомилися на прикладах рухомої рідини, відносяться і до руху газів. Розглянемо тепер практичне використання цих явищ.
Для чого потрібні, наприклад, широкі і вузькі канали труб, підйоми, спуски, повороти? При конструюванні печей ці питання дуже важливі. Димові гази в багато разів легше води, тому характер їх руху відрізняється від руху води. В силу своєї тяжкості вода, що тече по трубі, заповнює нижню частину труби, що рухається ж по трубі газ, навпаки, заповнює верхню частину труби. З цього випливає, що якщо в потоці води зустрінутий виступає знизу перешкоду у вигляді порогу (рис. 30, а), то рівень води перед ним спочатку підвищиться і потім вода починає переливатися, а щоб зупинити газовий потік в горизонтом каналі, потрібно вгорі під перекриттям каналу зробити тоді рівень газового потоку знизиться і газ буде обходити поріг знизу (рис. 30, б).
Зупинимося ще на одному важливому явищі - на внутрішньому в рідинах і газах. Відомо, що якщо одне тіло ковзає або котиться по поверхні іншого, то виникає сила тертя, що гальмує рух тіла. На досвіді можна переконатися що і між шарами газу і рідини, що рухаються відносите, один одного, також возникаю сили, що уповільнюють рух одних верств і прискорюють рух інших. Ці сили називають силами внутрішнього тертя. У пічному справі це має те значення, що на шляху руху газів влаштовують перешкоди у вигляді звуження які, пригальмовуючи рухомі гази, сприяють більшій тепловіддачі на стіни димоходів. Наприклад, вихід гарячих димових газів і полум'я і топливника в димооборотамі відбувається через хайло, яке за розмірами має бути менше площі перетину димоходу на 1/3. Вихід димових газів через в'юшку або засувку також кілька звужується і далі, в межах оброблення і стелі, димохід має вигляд конуса.
Рух димових газо в димооборотамі можна порівняти з рухом маси води в річках, де біля берегів вода тече повільніше, ніж в середині, в широких місцях повільніше, ніж у вузьких. Гази також у стінок димоходів рухаються повільніше, ніж в центрі димоходу.
Для чого потрібні, наприклад, широкі і вузькі канали труб, підйоми, спуски, повороти?
