Druckabfall berechnen.
Geben Sie die Geradlänge, den Innendurchmesser, die Rauchgastemperatur, die Gasgeschwindigkeit, die Anzahl der Bögen und das Kanalmaterial ein. Der Rechner gibt den Druckverlust nach der Darcy-Weisbach-Gleichung ΔP = f × (L/D) × ρv²/2 aus, wobei die Gasdichte aus dem idealen Gasgesetz bei Ihrer Kanaltemperatur berechnet wird: etwa 0,746 kg/m³ bei 200 °C, weit leichter als Raumluft.
Der Reibungsbeiwert f passt sich dem Strömungsregime an. Aus Dichte, Geschwindigkeit und Durchmesser wird eine Reynoldszahl berechnet, dann 64/Re für laminare Strömung unter Re 2300, die Swamee-Jain-Näherung der Colebrook-White-Gleichung für turbulente Strömung ab Re 4000 und eine lineare Überblendung durch den Übergangsbereich. Das Material geht über die Wandrauheit ein: Edelstahleinlage 0,045 mm, glattes Stahlrohr 0,046 mm, verzinktes Rohr 0,15 mm, unverkleidetes Mauerwerk 3,0 mm.
Bögen werden in äquivalente Geradlänge umgerechnet: jeder 90°-Bogen fügt drei Rohrdurchmesser und jeder 45°-Bogen 1,5 hinzu, sodass zwei 90°-Bögen auf einem 150-mm-Rohr 0,9 m entsprechen. Als Beispiel: 5 m Edelstahlrohr mit 200-°C-Gas bei 2 m/s verliert nur etwa 1,65 Pa durch Reibung, während die gleiche Strecke in Raumauerwerk rund 2,7 Pa kostet — ein Widerstand, der direkt vom natürlichen Zug des Schornsteins abgezogen wird.
Die Wandrauheit fließt über die relative Rauheit ε/D in den Swamee-Jain-Reibungsbeiwert ein. Unverkleidetes Mauerwerk mit 3,0 mm ist über sechzigmal rauer als ein Edelstahleinlage mit 0,045 mm; bei der Reynoldszahl des Rechenbeispiels (ca. 8.300 auf einem 150-mm-Kanal) erhöht das den Reibungsbeiwert von etwa 0,033 auf 0,054 — rund 64 % mehr Verlust über dieselbe Strecke.
Durch die Äquivalentlängenmethode: Jeder 90°-Bogen verhält sich wie drei zusätzliche Rohrdurchmesser Geradstrecke und jeder 45°-Bogen wie eineinhalb. Auf einem 150-mm-Kanal fügt jeder 90°-Bogen daher 0,45 m und jeder 45°-Bogen 0,225 m hinzu, bevor der Darcy-Weisbach-Verlust berechnet wird — deshalb kostet ein Paar 45°-Versätze genauso viel wie ein einzelner 90°-Bogen.
Bei einer kurzen, glatten, senkrechten Strecke ist sie gering: Das 5-m-Edelstahlbeispiel verliert unter 2 Pa, während ein 5-m-Schornstein bei 200 °C Rauchgastemperatur rund 27 Pa natürlichen Zug erzeugen kann. Der Verlust wächst aber linear mit der Länge und mit dem Quadrat der Geschwindigkeit, sodass lange horizontale Verbinder, unterdimensionierte Durchmesser, gestapelte Bögen oder ein raues Mauerwerkseinlage einen spürbaren Teil des verfügbaren Zugs aufzehren können.