<!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 9.00.8112.16545">
<STYLE></STYLE>
</HEAD>
<BODY bgColor=#ffffff>
<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></BODY></HTML>