流體動力學pdf

A. 流體動力學的主要種類

可壓縮流與不可壓縮流
所有流體某種程度上而言都是可壓縮的，換言之，壓力或溫度的改變會造成流體密度的改變。然而，許多情況下，壓力或溫度改變所造成的密度改變相當微小，是可以被忽略的。此種流體可以用不可壓縮流進行模擬，否則必須使用更普遍性的可壓縮流方程式進行描述。
數學上而言，不可壓縮性代表著流體流動時，其密度維持不變，換言之：其中，D / Dt為對流導數(convective derivative)。此條件可以簡化許多描述流體的方程式，尤其是運用在均勻密度的流體。
對於氣體要辨別是否具有可壓縮性，馬赫數是一個衡量的指標。概略來說，在馬赫數低於0.3左右時，可以用不可壓縮流的行為解釋。至於液體，較符合可壓縮流還是不可壓縮流的性質，主要取決於液體本身的性質（特別是液體的臨界壓力與臨界溫度）和流體的條件（液體壓力是否接近和液體臨界壓力）。 聲學的問題往往需要引進壓縮性的考量，因為聲波算是可壓縮波，其性質會隨著傳播的介質以及壓力變化而改變。
黏性流與非黏性流
當流體內的阻力越大時，描述流體須考慮其黏性的影響。雷諾數可用來估算流體的黏性對描述問題的影響。所謂史托克流指雷諾數相當小的流動。在此情況，流體的慣性相較於黏性可忽略。而流體的雷諾數大代表流體流動時慣性大於黏性。因此當流體有很大的雷諾數，假設它是非黏性流，忽略其黏性，可當成一個近似。 這樣的近似，當雷諾數大時，可得到很好的結果。即使在某些不得不考慮黏性的問題(例如邊界問題)。在流體與管壁的邊界，有所謂的不滑移條件，局部會有很大的速率應變率，使得黏性的作用放大而有渦度，黏性因而不可被忽略。 因此，計算管壁對流體的凈力，需要使用黏性方程式。如同達朗白謬論的說明，物體在非黏性流里，不會感受到力。尤拉方程是描述非黏性流的標准方程式。在這種情況，一個常使用的模型，使用尤拉方程描述遠離邊界的流體，在接觸的邊界，使用邊界層方程式。 在某一個流線上，將尤拉方程積分，可得到白努利方程。如果流體每一處都是無旋轉渦動，白努利方程可描述整個流動。
穩定流與非穩定流
流體速度和壓力隨時間而改變的流動稱為非穩定流。非穩定流的速度和壓力不僅要考慮位置，同時也要考慮時間的影響。流體速度和壓力均不隨時間而改變的流動稱為穩定流。
層流亂流
當流動由漩渦和明顯的隨機性所主導時，此種流動稱為亂流。當亂流效應不明顯時，則稱為層流。然而值得注意的是，流動之中存在於漩渦不一定表示此流動為亂流──這些現象可能也存在於層流之中。數學上，亂流通常以雷諾分離法來表示，也就是亂流可以表示成穩定流與擾動部分的和。亂流遵守納維-斯托克斯方程式。數值直解法(Direct numerical simulation，DNS)，基於納維-斯托克斯方程式可應用在不可壓縮流，可使用雷諾數對亂流進行模擬（必須在電腦性能與演算結果准確性均能負荷的條件下）。而此數值直解法的結果，可以解釋所得的實驗資料。
然而，大部分我們有興趣的流動都是雷諾數比DNS能夠模擬的范圍大上許多，即使電腦性能在接下來的數十年間持續發展，仍難以實行模擬。任何飛行交通工具，要足夠能承載一個人（L >3 m）以72 km/h (20 m/s)的速度移動，此情況都遠遠在DNS能夠模擬的范圍之外（雷諾數為4百萬）。像是空中巴士A300或波音747這類的飛行工具，機翼上的雷諾數超過4千萬（以翼弦為標准）。為了能夠處理這些生活上實際的問題，需要建立亂流模型。雷諾平均納維-斯托克斯方程式(Reynolds-averaged Navier-Stokes equations) 結合了亂流的效果，提供了一個亂流的模型，將額外的動量傳遞表示由雷諾應力所造成；然而，亂流也會增加熱傳與質傳速度。大渦數值模擬計算(Large eddy simulation，LES)也是一個模擬方法，外觀與分離渦流模型(detached eddy simulation, DES)甚相似，是一種亂流模擬與大渦數值模擬計算的結合。

B. 什麼是流體動力學

流體動力學(Fluid dynamics)是流體力學的一門子學科。流體動力學研究的對象是運動中的流體(流體指液體和氣體)的狀態與規律。
流體動力學底下的小學科包括有空氣動力學(研究氣體)和 hydrodynamics(研究液體)。
流體動力學有很大的應用,在預測天氣,計算飛機所受的力和力矩,輸油管線中石油的流率等方面.其中的的一些原理甚至運用在交通工程.交通運輸本身被視為一連續流體,解決一個典型的流體動力學問題,需要計算流體的多項特性,包括速度,壓力,密度,溫度.

C. 流體動力學的介紹

流體動力學是流體力學的一個分支，研究作為連續介質的流體在力作用下的運動規律及其與邊界的相互作用。廣義地說，研究內容還包括流體和其他運動形態的相互作用。流體動力學與流體靜力學的差別在於前者研究運動中的流體；流體動力學與流體運動學的差別在於前者考慮作用在流體上的力。流體動力學包括液體動力學和氣體動力學兩大部分。它的研究方法也和流體力學一樣有理論、計算和實驗三種。三種方法取長補短，相互促進。

D. 流體輸運動力學

（1）多孔介質中的均質流體動力學模型

多孔隙介質中的流體可當作連續介質處理。當流體的流速較慢時，流體的運動服從達西定律，此時，流體滲流速度與壓力梯度呈線性關系。這種流動稱為達西型流，把所有偏離這種線性關系的流動稱為「非達西型流」，顯然非達西型流是非線性的。

均質流體在孔隙介質中的運動，當其為穩定的慢速流動時，可用達西定律來描述，其動力學方程如下：

質量守恆方程：

地球化學原理與應用

動量守恆方程（達西定律）：

地球化學原理與應用

能量守恆方程

地球化學原理與應用

式中：Ф為孔隙度；ρ為流體密度；K為滲透率；μ為流體黏度；P為流體內壓力；g為重力加速度；C_E為等效熱容；C_j為流體的定壓比熱容；K_E為等效熱傳導系數；T為溫度；q為流體速率。

在上述動力學方程中，與介質有關的參數如介質熱導率、滲透率和孔隙度等在一定規模的地球化學區域內是可變的；但在實際研究工作中，我們可以採用Boussinesq近似法（於崇文等，1993）進行研究，即將研究區劃分成若干個小區，在每一個小區中上述參數視為確定的值。也就是說，上述參數是分片定常的，可以從微分號中移出。由於研究區內溫度的不均勻性所導致的流體密度的變化率ρ/t或▽ρ均較小，也可從微分號中移出。於是（5.29）式、（5.31）式分別變為：

▽·q＝0 （5.32）

地球化學原理與應用

地球化學原理與應用

（5.34）式表明，熱液流體的驅動力除內壓梯度▽P外，尚有由密度變化引起的熱浮力gρK。

此外，流體密度是溫度的函數：

ρ＝ρ₀［1－α（T－T₀）－β（T－T₀）²］ （5.35）

式中：ρ₀為T₀時的參照密度；α，β為常數（熱膨脹系數）。

（5.32）式、（5.33）式、（5.34）式、（5.35）式構成了多孔介質中熱液運動的完整動力學方程。不同的熱液成礦作用體系，除表徵熱液和介質特徵的動力學參數不同外，還在於不同的邊界條件和初始條件。

（2）斷裂裂隙中的流量動力學模型與雙擴散對流理論

雙擴散對流是指由於熱擴散和物質擴散的雙重擴散所引起的流體對流運動。當流體中受熱不均勻而存在溫度梯度、成分不均勻而存在組分的濃度梯度，並且由於溫度梯度引起的密度梯度和由於濃度梯度引起的密度梯度方向相反時就會產生雙擴散對流。流體沿陡傾斷裂裂隙的流動可簡化為兩個直立無限大平板之間的運動。熱液流體的溫度和濃度梯度均平行於此平板。此時，熱液流體運動的動力學方程組如下：

連續性方程（質量守恆方程）：

divυ＝0 （5.36）

運動方程（Navier-Stokes方程）：

地球化學原理與應用

熱傳導方程：

地球化學原理與應用

擴散方程：

地球化學原理與應用

狀態方程：

ρ＝ρ₀［1－α（T－T₀）＋a_C（C－C₀）］ （5.40）

上述動力學方程組中包含一系列表徵熱流體物理特徵的參量，如流體的密度ρ，黏度系數υ，擴散系數D，定壓比熱容C，熱導率K，熱膨脹系數α，溶質膨脹系數a_C，在實際研究工作中，根據NaCl電解質水溶液的性質，並利用動力學參數的偏摩爾數或表觀摩爾數及礦物氣液包裹體的成分計算可得到上述動力學參數的值。

E. 《理論物理學教程第6卷流體動力學第5版》pdf下載在線閱讀全文，求百度網盤雲資源

《理論物理學教程第6卷流體動力學第5版》網路網盤pdf最新全集下載:
鏈接：https://pan..com/s/1LoHwiAQZ15CMS4nrdycVPw

F. 天體物理學的流體動力學原理

流體動力學的基本公理為守恆律，特別是質量守恆、動量守恆（也稱作牛頓第二與第三定律）以及能量守恆。這些守恆律以經典力學為基礎，並且在量子力學及廣義相對論中有所修改。它們可用雷諾傳輸定理(Reynolds transport theorem)來表示。
除了上面所述，流體還假設遵守「連續性假設」(continuum assumption)。流體由分子所組成，彼此互相碰撞，也與固體相碰撞。然而，連續性假設考慮了流體是連續的，而非離散的。因此，諸如密度、壓力、溫度以及速度等性質都被視作是在無限小的點上具有良好定義的，並且從一點到另一點是連續變動。流體是由離散的分子所構成的這項事實則被忽略。
若流體足夠緻密，可以成為一連續體，並且不含有離子化的組成，速度相對於光速是很慢的，則牛頓流體的動量方程為「納維-斯托克斯方程」。其為非線性微分方程，描述流體的流所帶有的應力是與速度及壓力呈線性相依。未簡化的納維-斯托克斯方程並沒有一般閉形式解，所以只能用在計算流體力學，要不然就需要進行簡化。方程可以通過很多方法來簡化，以容易求解。其中一些方法允許適合的流體力學問題能得到閉形式解。
除了質量、動量與能量守恆方程之外，另外還有熱力學的狀態方程，使得壓力成為流體其他熱力學變數的函數，而使問題得以被限定。
組成內容
研究運動流體的規律和運動流體與邊界之間相互作用的流體力學分支。流體動力學的主要內容包括：流體動力學基本方程、無粘性不可壓縮流體動力學、粘性不可壓縮流體動力學、氣體動力學和透平機械氣體動力學。
流動種類：定常流動、非定常流動
流動形態：層流、紊流
流動穩定性：不可壓縮流動、 可壓縮流動、粘性流動、無粘流動

G. 流體動力學的參考文獻

1.詞條作者：吳望一《中國大網路全書》74卷（第二版）物理學詞條：流體力學：中國大網路全書出版社，2009-07：263-264頁
2．G. K. Batchelor, An Introction to Fluid Dynamics, Cambridge Univ. Press, London, 1970.
3．L. 普朗特等著，郭永懷、陸士嘉譯：《流體力學概論》，科學出版社，北京，1981。（L. Prandtl, et al., Führer Dvrch die Strömungslehre, Friedr. Vieweg und Sohn, Braunschweig, 1969.）
4.吳望一編著：《流體力學》，北京大學出版社，北京，1982。

H. 　流體動力學

在非金屬礦產加工生產過程中碰到的流體多數是流動的。為了使流體物料參與生產過程中的物理變化和化學反應，往往要將流體從一個車間輸送到另一車間，或從一個設備送到另一設備，並使流體在設備中保持最適宜的流動條件。本節著重研究流體流動的規律性，以及如何運用這些規律去解決生產中流體流動的有關問題。

一、流量和流速

（一）流量

單位時間內流經管道任一截面的流體數量，稱為流體的流量。流量有兩種表示方法：

1.體積流量

單位時間內流經管道任一截面的流體體積，稱為體積流量。生產中常說的流量即指體積流量。如流量的單位為立方米每秒（m³/s），則體積流量符號用qv,s表示；如流量的單位為立方米每小時（m³/h），則用符號qv,h表示。測定流量的簡便方法是，在管道出口處測出時間t（s或h）內流出的流體總體積V，由下式求出流量

qv（qv,s或qv,h）＝V/t

因氣體的體積隨溫度和壓強而變化，故氣體的體積流量應註明溫度、壓強。

2.質量流量

單位時間內流經管道任一截面的流體質量，稱為質量流量，以符號q_m表示，其單位為kg/s或kg/h。

質量流量與體積流量的關系為

非金屬礦產加工機械設備

（二）流速

單位時間內流體在流動方向流過的距離，稱為流速，以符號v表示。其單位為m/s。

1.平均流速

流體流經管道任一截面上各點的流速沿管徑而變化，即在管道截面中心處為最大，越靠近管壁流速就越小，在管壁處流速為零。在工程上，一般以管道截面積除以體積流量的值來表示在管道中的速度，此種速度稱為平均流速，簡稱流速，也就是生產中常說的流速。流速與流量的關系為

非金屬礦產加工機械設備

式中A——管道的截面積（m²）。

式（1-15）可改寫為

非金屬礦產加工機械設備

或

非金屬礦產加工機械設備

即流量等於流速與管道截面的乘積；質量流量等於流速、流體密度與管道截面的連乘積。由式（1-16）可知，流量一定時，流速與管道截面成反比。式（1-16）稱為流量方程式，常用來計算流量、流速或管道截面積（管子直徑）。

2.質量流速

質量流量與管道截面積之比稱為質量流速，以符號V_m表示，單位為kg/（m²·s）。

非金屬礦產加工機械設備

質量流速的物理意義是，單位時間內流過管道單位截面積的流體質量。式（1-17）表示，質量流速等於流速與流體密度的乘積。氣體在等截面的管道中流動時，如質量不變，則質量流速也不變；但因氣體密度隨溫度、壓強變化，所以其流速是變化的。因此，V_m常用於氣體流動的計算。

一般管道的截面均為圓形，若以d表示管道的內徑，則式（1-15）可變為：

非金屬礦產加工機械設備

於是

非金屬礦產加工機械設備

輸送流體管路的直徑可根據流量和流速，用式（1-18）進行計算，流量一般為生產任務所決定，所以關鍵在於選擇合適的流速。若流速選得太大，管徑雖然可以減少，但流體流過管道的阻力增大，消耗的動力就大，操作費用隨之增加。反之，流速選得太小，操作費用可以相應減小，但管徑增大，管路的基建費隨之增加。所以當流體以大流量在長距離的管路中輸送時，需根據具體情況在操作費與基建費之間通過經濟權衡來確定適宜的流速。車間內部的工藝管線通常較短，管內流速可選用經驗數據，某些流體在管道中常用流速范圍，列於表1-1中。

表1-1某些流體在管道中常用的流速范圍

①1atm＝1.01325×10⁵Pa。

從上表可以看出，流體在管道中的適宜流速的大小與流體的性質及操作條件有關。

應用式（1-18）算出管徑後，還需從有關手冊中選用符合管子規格的標准管徑。

二、穩定流動與不穩定流動

（一）穩定流動

流體在流動時，任一截面上流體的流速、壓力、密度等有關物理量僅隨位置而改變，但不隨時間而變，這種流動稱為穩定流動。如圖1-6所示的水槽，因上面不斷加水，又有溢流裝置，使槽內水位維持不變，則放水管任一截面上的流速、壓力等均不隨時間而變化，即屬於穩定流動。

（二）不穩定流動

流體在流動時，任一截面上流體的流速、壓力、密度等有關物理量既隨位置變化，又隨時間而變，這種流動稱為不穩定流動。如圖1-7所示的水槽，因上面沒有水補充，隨著槽中的水被放出，槽中水位逐漸降低，所以放水管任一截面的流速、壓力等也逐漸降低，即屬於不穩定流動。

在工廠連續操作生產過程中，流體的流動多屬穩定流動，所以本節著重討論穩定流動的問題。

圖1-6穩定流動

圖1-7不穩定流動

三、連續性方程式

如圖1-8所示，流體在截面1-1′和2-2′間一段管路中作穩定流動，流體從截面1-1′流入，從截面2-2′流出。當管路中的流體形成穩定流動時，管中連續地充滿流體，其流體為連續流動。這種流體連續的特性，稱為穩定流動的連續性。

圖1-8連續性方程式的推導

流體在管路中穩定流動時，若該段管路沒有另外的流體入口和漏損，則根據質量定律，入口截面1-1′處的質量流量q_m1必等於出口截面2-2′處的質量流量q_m2，即

非金屬礦產加工機械設備

式（1-19）稱為穩定流動連續方程式。

設流體的流速和密度，在1-1′處為v₁、ρ₁，在2-2′處為v₁、ρ₂；管路的截面，在1-1′處為A₁，在2-2′處為A₂；則q_m1＝v₁ρ₁A₁；q_m2＝v₂ρ₂A₂。將q_m1、q_m2值代入式（1-19）可得

非金屬礦產加工機械設備

式（1-20）表明，在穩定流動的管路中，任一截面上流體的流速、密度與截面積的連乘積相等。

當流體為同種液體時，ρ₁＝ρ₂，則式（1-20）可以改寫成

非金屬礦產加工機械設備

式（1-21）表明，在穩定流動時，液體的流速與截面積成反比。

對於圓形截面的管子，

式（1-21）可改寫為

非金屬礦產加工機械設備

即流速與直徑的平方成反比。

四、柏努利方程式

穩定流動時的流體能量變化規律，可用柏努利方程式來說明。

下面先討論流體流動時流體具有能量的表現形式。

（一）流動流體的能量

1.位能

流體因受重力的作用，在不同的高度處具有不同的位能（E_p），相當於質量為m的流體自基準水平升舉到某高度z所作的功，即

E_p＝mgz

非金屬礦產加工機械設備

2.動能

流體由於具有一定的流速而具有的能量稱為動能（E_k）。質量為m，流速為v的流體所具有的動能：

非金屬礦產加工機械設備

3.靜壓能

流體由於有一定的壓強而具有的能量稱為靜壓能（E_s）。

E_s＝mp/ρ

非金屬礦產加工機械設備

4.內能

流體內部由於分子間的作用而產生的分子位能和由於分子運動而產生的內動能之和稱為流體的內能。內能與流體的溫度和密度有關。

內能以U來表示，其單位為J/kg。

綜合上面所述，一公斤質量的流動流體的總能量為

E＝E_p＋E_k＋E_s＋E_內＝zg＋v²/2＋p/ρ＋U

（二）理想流體的柏努利方程式

若流體流動時不產生流動阻力，則流體流動時的能量損失為0，這種流體稱為理想流體。實際上並不存在真正的理想流體，只是一種設想，但這種設想對解決工程實際問題具有重要意義。對於理想流體，在管道內作穩定流動，又沒有外功加入的情況下，流體通過管道各截面的總能量相等。即：

E₁＝E₂…………＝常數

或

由於理想流體流動時不產生阻力，能量損失為零，且其密度也不隨其壓力而改變，故其內能和密度前後不發生變化，即

v₁＝v₂＝……＝常數

ρ₁＝ρ₂＝……＝ρ

故前式化簡為

非金屬礦產加工機械設備

式（1-23）稱為理想流體的柏努利方程式。

當流體靜止時，即v＝0，則式（1-23）化簡為：

非金屬礦產加工機械設備

上式就是前面提到的流體靜力學基本方程式。由此可見，柏努利方程式除表示流體的流動規律外，還表示了流體靜止狀態的規律，而流體的靜止狀態只不過是流動狀態的一種特殊形式。

（三）實際流體的柏努利方程式

在生產中所遇到的流體都是實際流體，而實際流體是有粘性的。因此，流體在流動過程中必然有摩擦阻力產生，為克服摩擦阻力，就一定有消耗流體的總能量。

若流體流動關系中有外部能量輸入時，如在流動系統中裝有一台泵，如圖1-9所示，泵對流體做功，使系統中的流體增加了能量，則理想流體的柏努利方程式就改寫為

非金屬礦產加工機械設備

式中E_增——表示單位質量的流體從流體輸入機械中（如泵）所獲得的能量，單位為J/kg；

E_損——壓頭損失，單位為J/kg。

圖1-9不可壓縮的實際流體流動時的柏努利方程的推導

式（1-24）稱為不可壓縮的實際流體柏努利方程式。

（四）柏努利方程式的應用

柏努力方程式是流體力學中最重要的方程式，因此必須熟練地掌握它的應用。可用柏努利方程式來確定管道中流體的流量、容器間的相對位置、管路中流體的壓力及輸送設備的有效功率等。應用柏努利方程式時，應注意下面幾個帶有共同性的問題。

1.作圖與確定衡標范圍

根據題意畫出流動系統的示意圖，定出管路上、下游截面，以明確所討論的流動系統的范圍。兩截面應與流體流動的方向垂直，並且流體在兩截面之間是連續的。所求的量應當在兩截面之一反映出來。如所求的是外加功，則兩截面應分別在流體輸送設備的兩側。所選截面上流體的z、v、p、ρ等有關物理量，除一個需求的以外，其餘應該是已知的或能通過其他關系計算出來。

2.基準水平面的選取

選取基準水平面的目的是為了確定流體位能的大小，實際上在柏努利方程式中所反映的是位能差（△z＝z₂-z₁）的數值。所以，基準水平面可以任意選取，但必須與地面平行。z₁值是指截面中心點與基準水平面間的垂直距離。為了計算方便，通常取基準水平面通過衡算范圍的兩個截面中的任一個截面。如該截面與地面平行，則基準水平面與該截面重合，z₁＝0；如衡標為水平管道，則基準水平面通過管道的中心線△z＝0。

3.單位必須一致

在應用柏努利方程式前，應把有關物理量換算成一致的SI單位，然後進行計算。兩截面的壓強，除要求單位一致外，還要求表示方法一致。壓強數值可用絕對壓強，也可以同時用表壓來表示。

現通過下面舉的幾個具體例子來說明柏努利方程式的應用。

例1-1已知某廠水塔水面與車間用水處保持10米高度，輸水管採用內徑為80.5mm的水管，如圖所示。若整個輸水管道的壓頭損失E_損＝9.5m水柱，試求此輸入管路每小時供水到車間的最大水量。

例題1-1示圖

解：取水塔水面為1-1′截面，車間用水處為2-2′截面，且取水平基準面通過出口管中心線。

列出1-1′和2-2′截面間的柏努利方程

非金屬礦產加工機械設備

z₁＝10（m）z₂＝0

p₁＝p₂＝0（大氣壓的表壓為零）

v₁＝0（因1-1′截面比2-2′截面積要大得多）

E_增＝0（1-1′到2-2′截面間無流體輸送機械對水做功）

E_損＝9.5m水柱

所以

水量為

或qv,h＝3600×0.016＝57.6（m³/h）

例1-2如圖所示，液體從高位槽流下，槽中液面保持穩定，管出口和液面均承受大氣壓強。當流體在管中流速為1m/s，損失能量為20J/kg時，求液面離管出口的高度。

例題1-2示圖

解：取高位槽液面為1-1′截面，管出口截面為2-2′，以截面2-2′為基準面。

列出1-1′和2-2′截面間的柏努利方程：

非金屬礦產加工機械設備

z₂＝0

p₁＝p₂（同時以表壓計）

v₂＝1m/s

v₁＝0

E_損＝20J/kg

E_增＝0

將各項數值代入上式得

非金屬礦產加工機械設備

即高位槽液面最低應距管出口2.09m。

例1-3某工廠煙囪高30m，煙囪內熱煙氣的平均密度為0.755kg/m³，外界空氣密度為1.22kg/m³，若煙氣在煙囪內的流速變化很小，其流經煙囪的摩擦阻力為3.8mm水柱，試求煙囪底部的壓強。

例題1-3示圖

解：列出1-1′截面（煙囪底）和2-2′截面（煙囪出口）的柏努利方程式

非金屬礦產加工機械設備

v₁＝v₂z₁＝0z₂＝30m

E_損＝3.8mm水柱

p₂＝p_大-z₂ρ_空（即煙囪出口處的大氣壓比煙囪底的外界大氣壓低z₂ρ_空（ρ_空為大氣密度）

p₂-p_大＝-z（ρ_空-ρ_煙）＋E_損＝-30×（1.22-0.76）＋3.8

＝-10（kg/m²）＝-10mm水柱（ρ_煙為煙氣密度）

從計算可知，煙囪底部為負壓，即表明煙囪底部的絕對壓強比外界同一水平面的空氣壓強低。由於煙囪底部為負壓，故能產生一個抽力，將窯內煙氣抽到煙囪中去，並通過煙囪排到大氣中。