Het zogenaamde 'schoorsteeneffect' is het effect dat er voor zorgt dat warme lucht in een schoorsteen altijd naar boven getrokken wordt, als de schoorsteen tenminste niet verstopt is. Het schoorsteeneffect berust op het principe van drukverschil. In dit artikel lees je hoe dat werkt.
Luchtdruk
Lucht weegt niet niets, ook al zou je dat misschien makkelijk denken. De lucht die in de atmosfeer boven je zit, kan zelfs behoorlijk wat kracht uitoefenen. Dat kun je bijvoorbeeld uitproberen met dit leuke experiment.
Hoe hoger je komt in de atmosfeer, des te lager wordt de luchtdruk. Dat is logisch, want er zit dan minder lucht boven je die naar beneden drukt. Verder is er het effect dat lucht die warm wordt uitzet, en daardoor lichter wordt dan de koude lucht. Die lichtere lucht wordt door de zwaardere, koude lucht omhoog gedrukt. Net zoals een licht stuk materiaal, zoals hout, drijft op water, dat zwaarder is. Dit is ook het principe dat gebruikt wordt in heteluchtballonnen.
Figuur 1: Boven in de atmosfeer is de luchtdruk een stuk lager dan op de grond. Warme lucht is licht en stijgt op, waardoor er een gebied met lage druk ontstaat (in dit geval onderin de schoorsteen). Daar beweegt dan weer lucht naartoe vanuit het gebied met hoge druk, zodat de stroming blijft doorgaan. Bron: Wikipedia.
Als lucht in een verticaal kanaal, zoals een schoorsteen verwarmd wordt, stijgt deze lucht dus op. Daardoor wordt de luchtdruk onderin de schoorsteen lager, waardoor er koudere lucht van buiten wordt aangezogen, die de luchtstroming op gang houdt. Dit noemen we het schoorsteeneffect; het schoorsteeneffect houdt zo zichzelf in stand. Dat is handig, want als je de open haard aansteekt, wordt alle rook zo automatisch door de schoorsteen weggeblazen, in plaats van dat je huiskamer vol rook komt te staan!
Koeltorens
Een toepassing waarbij handig gebruik gemaakt wordt van het schoorsteeneffect, is de koeltoren, die gebruikt wordt om water van bijvoorbeeld energiecentrales af te koelen. In figuur 2 zie je hoe zo?n koeltoren er uit ziet. De toren is volledig hol van binnen, en onderin de koeltoren wordt het warme water verdeeld, of door een buizenstelsel geleid. Het warme water verwarmt de lucht in de toren, die daardoor opstijgt. Daardoor wordt er weer koude lucht van de omgeving via de onderkant van de toren aangezogen, enzovoorts. Op die manier stroomt er genoeg koude lucht langs het water om dat af te koelen.
Figuur 2: Het werkingsprincipe van de koeltoren. Warm water verwarmt de lucht onder in de toren, die daardoor opstijgt en nieuwe, koude lucht aanzuigt. Zo blijft er lucht langs de buizen met water stromen.
Dodelijk
Het schoorsteeneffect kan ook zeer ernstige gevolgen hebben. Het kan bijvoorbeeld voorkomen dat er brand uitbreekt in een tunnel, bijvoorbeeld door een auto-ongeluk. Als die tunnel schuin loopt, kan het schoorsteeneffect er voor zorgen dat alle warmte en rook naar boven geblazen wordt. Mensen die zich lager bevinden dan het vuur, zijn dan veilig, maar aan de andere kant van de brand heb je weinig kans om te overleven...