<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML xmlns:o = "urn:schemas-microsoft-com:office:office"><HEAD>
<META content="text/html; charset=iso-8859-1" http-equiv=Content-Type>
<META name=GENERATOR content="MSHTML 8.00.6001.23580">
<STYLE></STYLE>
</HEAD>
<BODY bgColor=#ffffff>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri>Dear Kirk</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri></FONT> </DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri>Simple stuff can indeed be complex when one digs 
into it.</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri></FONT> </DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri>However, there is definitely a "Delta P", or 
"pressure difference" that causes air to flow in and hot gas to flow out. 
Perhaps you couldn't measure the pressure difference because your manometer was 
not precise enough? Small pressure differences are difficult to measure with a 
"Standard" U-Tube Manometer, with vertical legs. What about using an "Inclined 
Manometer"?</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri></FONT> </DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri>Very simply, get a 2"x4" stud, 92" long. 
Accurately set it level on the floor. Get a 1" board piece, and plane it down to 
.92" thickness, and use it to prop up one end of the 2"x4" stud. The slope of 
the 2x4 will be exactly 1.00%. Lay the water tube... clear vinyl tubing with 
water that was coloured with a bit of coffee, on the "inclined board. Thus, a 
pressure difference of say .500" Water Gage would drive the water column 50" up 
the tube at the slope of 1.00% . You can "Educate the 2x4" by marking it with 
divisions every 1.00 inches... each "inch of reading" would represent a "Delta 
P" of .01" Water gage.</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri></FONT> </DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri>You could do the same thing with a yard stick, 
but in this case you would prop up the 36" end by 0.36" to get the 1% slope. 
However, you could only measure a "Delta P" of .3" Water Gage.</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri></FONT> </DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri>Once you get into it, you can probably figure out 
the details easily.</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri></FONT> </DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri>Hope this helps.</FONT></DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri></FONT> </DIV>
<DIV><FONT size=4 face=Calibri>Kevin</FONT></DIV>
<BLOCKQUOTE 
style="BORDER-LEFT: #000000 2px solid; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 0px; MARGIN-LEFT: 5px; MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV style="FONT: 10pt arial">----- Original Message ----- </DIV>
  <DIV 
  style="FONT: 10pt arial; BACKGROUND: #e4e4e4; font-color: black"><B>From:</B> 
  <A title=kgharris@sonic.net href="mailto:kgharris@sonic.net">kgharris</A> 
  </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>To:</B> <A 
  title=stoves@lists.bioenergylists.org 
  href="mailto:stoves@lists.bioenergylists.org">Discussion of biomass cooking 
  stoves</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Sent:</B> Monday, April 14, 2014 3:56 
PM</DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Subject:</B> [Stoves] Thoughts and questions 
  about Buoyancy</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>
  <P style="MARGIN: 0in 0in 10pt; tab-stops: 45.0pt" class=MsoNormal><B 
  style="mso-bidi-font-weight: normal"><SPAN 
  style="LINE-HEIGHT: 115%; FONT-SIZE: 14pt"><FONT face=Calibri>Thoughts and 
  questions about Buoyancy <o:p></o:p></FONT></SPAN></B></P>
  <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt; tab-stops: 45.0pt" class=MsoNormal><SPAN 
  style="LINE-HEIGHT: 115%; FONT-SIZE: 14pt"><FONT face=Calibri>I would like to 
  pose some thoughts and questions to the group about buoyancy.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>I have been trying to think this 
  through for some time and would like to get some input.<B 
  style="mso-bidi-font-weight: normal"><o:p></o:p></B></FONT></SPAN></P>
  <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt; tab-stops: 45.0pt" class=MsoNormal><SPAN 
  style="LINE-HEIGHT: 115%; FONT-SIZE: 14pt"><FONT face=Calibri><SPAN 
  style="mso-tab-count: 1">               
  </SPAN>I used a manometer with attached probe to test my TLUD for gas pressure 
  variations, measuring to .01 inch of water column, hoping to learn more about 
  what goes on inside the stove.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>I 
  found no variations in pressure.  The stove was at atmospheric 
  pressure throughout.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>I could not 
  confirm any pressure variations within the functioning stove.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  Can anyone confirm or disprove the results of 
  this test?  Because I found no pressure variations</SPAN>, I had to find 
  a mechanism which could move the gasses without pressure difference.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>I am looking 
  at buoyancy.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Heavy gasses 
  fall and displace light gasses which rise.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>This does not mean that light 
  gasses have “lift” as in anti-gravity.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  
  </SPAN>They are simply pulled down with less force by gravity than heavier 
  gasses.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>A light weight gas, like 
  helium or fire gasses, placed in a vacuum chamber will fall, not rise.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  D</SPAN>o heavy gasses push the light weight 
  gasses up?<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>I am thinking of it as 
  a field of gravity where heavier gasses are pulled more by gravity than light 
  gasses, and so heavy gasses are pulled closer to the center of gravity than 
  light gasses (ie down).<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>So 
  buoyancy can only occur in a gravitational field and is an effect of 
  gravity.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>But then in a state of 
  equilibrium the light gasses are sitting on top of the heavy gasses and thus 
  must be exerting a force on the heavy gasses, and vise versa the heavy gasses 
  must be pushing up on the light gasses.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  
  </SPAN>This means pressure, and it would show up in the overall 
  atmospheric pressure and so would not be seen in my manometer tests, since 
  both ends of the manometer are subject to it.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>The question I raise is “Does the air 
  push up on the fire gases in the non-equilibrium situation inside the stove, 
  or is it a displacement where the air flows in and the fire flows out all due 
  to gravity?” <SPAN style="mso-spacerun: yes"> Either way it is clear that 
  a small bubble of light weight gas in a sea of heavier gas, 
  such as the situation with our stoves, cannot maintain its position 
  and must rise.  </SPAN>If the heavy gas is pushing up on the light gas, 
  would not a pressure area have been detected by the manometer 
  test?<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
  <P style="MARGIN: 0in 0in 0pt; tab-stops: 45.0pt" class=MsoNormal><SPAN 
  style="LINE-HEIGHT: 115%; FONT-SIZE: 14pt"><FONT face=Calibri><SPAN 
  style="mso-tab-count: 1">               
  </SPAN>I have read that the raising fire is caused by the difference in 
  altitude, that the atmospheric pressure on the bottom of our stoves is greater 
  than the atmospheric pressure on the top and so the fire rises.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>I find it difficult to believe that 
  the pressure difference in two feet of stove height is significant enough to 
  drive a high power fire, when the atmospheric pressure gradually changes over 
  ten miles of height.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
  <P style="LINE-HEIGHT: normal; MARGIN: 0in 0in 0pt; tab-stops: 45.0pt" 
  class=MsoNormal><SPAN style="FONT-SIZE: 14pt"><FONT face=Calibri><SPAN 
  style="mso-tab-count: 1">               
  </SPAN>Exhaust gasses rising in a chimney do NOT create a vacuum below them 
  and thus pull air in to the stove, as the word draft implies.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>The atmospheric air falls into the 
  stove and displaces the hotter and thus lighter weight fire gasses.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Another way to think of this is to 
  think of a tube held in a U shape.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  
  </SPAN>Both ends of the tube are at the top and both are open to the 
  atmosphere.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>If one leg of the U, 
  say the right side, is filled with heavy gas, and the left is filled with 
  light weight gas, the heavy gas will fall around the bend and then rise up the 
  left leg to a point of equilibrium.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  
  </SPAN>This is the same as what is happening in our natural draft stoves, the 
  heavier atmosphere rushes into the stove and displaces the lighter gasses of 
  the fire.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  The primary air is able to 
  rise through the fuel in the stove like the heavy gas in the U tube is able to 
  rise in the left leg.  </SPAN>But since the incoming air is heated by the 
  fire and becomes buoyant, it is itself displaced by more air from the 
  outside.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>A point of equilibrium 
  cannot be reached until the fire is extinguished and the stove is 
  cooled.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
  <P style="LINE-HEIGHT: normal; MARGIN: 0in 0in 0pt; tab-stops: 45.0pt" 
  class=MsoNormal><SPAN style="FONT-SIZE: 14pt"><FONT face=Calibri><SPAN 
  style="mso-tab-count: 1">               
  </SPAN>A taller chimney creates more draft because it contains a taller column 
  of light weight gasses, which means a taller column of heavier atmosphere 
  outside the chimney.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>This gives 
  more height difference for gravity to act on.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Buoyancy strength in this 
  situation depends on the weight (density * gravity) 
  difference between the gasses, and the column height.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>A chimney two feet tall will have 
  twice the weight difference of gas to act on as a chimney one foot tall.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>Thinking in terms of electricity, 
  stacking the volumes of gas on top of each other is like batteries in series 
  and stacking them side by side is like batteries in parallel.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>The batteries in series will double 
  the voltage like the air volumes stacked above each other in a chimney will 
  double the buoyancy head.<o:p></o:p></FONT></SPAN></P>
  <P style="LINE-HEIGHT: normal; MARGIN: 0in 0in 0pt; tab-stops: 45.0pt" 
  class=MsoNormal><SPAN style="FONT-SIZE: 14pt"><FONT face=Calibri><SPAN 
  style="mso-tab-count: 1">               
  </SPAN>A fire temperature of 1600 F with air temperature at 50 F to 100 F 
  creates considerable difference in density and weight between the fire and the 
  air.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>A hot air balloon rises at 
  only 250 F, or a temperature difference of 200 F with the air, about 
  1/8<SUP>th</SUP> of the difference the fire in our stoves creates.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>The density of the gasses in the fire 
  is about 1/4<SUP>th</SUP> that of the atmosphere.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>One could expect to see a very lively 
  fire based on buoyancy as the driving force.<SPAN 
  style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>This is my conclusion, buoyancy is the 
  driving force in our natural draft stoves, and most likely in an open fire as 
  well.<SPAN style="mso-spacerun: yes">  </SPAN>I do not know how this will 
  effect stove design, but it does help me to understand how a natural draft 
  stove operates.</FONT></SPAN></P>
  <P style="LINE-HEIGHT: normal; MARGIN: 0in 0in 0pt; tab-stops: 45.0pt" 
  class=MsoNormal><SPAN style="FONT-SIZE: 14pt"><FONT 
  face=Calibri></FONT></SPAN> </P>
  <P style="LINE-HEIGHT: normal; MARGIN: 0in 0in 0pt; tab-stops: 45.0pt" 
  class=MsoNormal><SPAN style="FONT-SIZE: 14pt"><FONT 
  face=Calibri><o:p>Kirk</o:p></FONT></SPAN></P>
  <P style="LINE-HEIGHT: normal; MARGIN: 0in 0in 0pt; tab-stops: 45.0pt" 
  class=MsoNormal><SPAN style="FONT-SIZE: 14pt"><FONT face=Calibri><o:p>Santa 
  Rosa, CA. USA</o:p></FONT></SPAN></P>
  <P style="MARGIN: 0in 0in 10pt; tab-stops: 45.0pt" class=MsoNormal><SPAN 
  style="LINE-HEIGHT: 115%; FONT-SIZE: 14pt"><FONT face=Calibri><SPAN 
  style="mso-tab-count: 1">               
  </SPAN><SPAN 
  style="mso-spacerun: yes"> </SPAN></FONT><o:p></o:p></SPAN></P></DIV>
  <P>
  <HR>

  <P></P>_______________________________________________<BR>Stoves mailing 
  list<BR><BR>to Send a Message to the list, use the email 
  address<BR>stoves@lists.bioenergylists.org<BR><BR>to UNSUBSCRIBE or Change 
  your List Settings use the web 
  page<BR>http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org<BR><BR>for 
  more Biomass Cooking Stoves,  News and Information see our web 
  site:<BR>http://stoves.bioenergylists.org/<BR><BR></BLOCKQUOTE></BODY></HTML>