Come funziona una canna fumaria

 Il funzionamento di un camino si basa sul principio dei vasi comunicanti, che prevede che un fluido contenuto in due o più vasi, comunicanti tra loro, tenda ad assumere e conservare lo stesso livello, posto che abbia la stessa densità, in ogni vaso. E’, in effetti, un’applicazione del principio di gravità.

Anche l’aria è un fluido, che possiede una massa, e quindi un peso. Come per tutti i gas, il peso dell’aria è funzione della sua densità; cioè della quantità di materia per unità di volume. In altre parole: più un gas è "rarefatto", minore sarà la sua quantità per unità di volume (poniamo: un metro cubo), minore sarà la sua densità, minore sarà il peso di quel metro cubo. Consideriamo infine che la densità di un fluido è anche funzione della sua temperatura: tanto maggiore la temperatura, tanto minore la densità.

Osservando il disegno a sinistra, si immaginino due camini, "A" e "B", di identica altezza, posti in comunicazione tra di loro, alla base, da un tratto orizzontale, munito al centro di una saracinesca che li separi. Alla temperatura ambiente, le due colonne d’aria contenute nei camini, avranno la stessa densità, e quindi lo stesso peso: saranno perciò in equilibrio statico. Se però provvediamo, alla base della colonna A, a fornire calore, la temperatura della colonna d’aria contenuta in A comincerà a salire. L’aumento della temperatura, accelerando il moto delle molecole del gas, provocherà una sua espansione; una parte dei gas sarà espulsa dalla sommità del camino, mentre la parte restante all’interno diminuirà la sua densità, e di conseguenza diventerà più leggera.

A questo punto, aprendo la saracinesca e mettendo in comunicazione le due colonne, rompiamo l’equilibrio statico tra di loro. L’aria contenuta nella colonna A, meno densa, e quindi più leggera, tenderà ad essere espulsa dalla sommità del camino dall’aria contenuta nella colonna B, che, essendo più fredda, e quindi più densa e più pesante, per gravità tenderà a prenderne il posto, per ristabilire l’equilibrio. A contatto con la fonte di calore, però, l’aria fredda proveniente dalla colonna B aumenterà di temperatura, e divenuta anch’essa più leggera, verrà spinta verso l’alto dalla sempre nuova aria che sopraggiunge: l’unione delle due colonne più il calore continuo, determinano il funzionamento continuo del sistema.

 Adattiamo adesso questo modello teorico alla realtà. La colonna "A" è il nostro camino; la stufa è la fonte di calore, munita di una saracinesca che è la presa d’aria, mentre la colonna "B" è costituita semplicemente dall’aria esterna: il principio dei vasi comunicanti vale qualunque sia la loro sezione; possiamo dunque prendere in considerazione un "vaso" avente per base anche l’intera superficie terrestre, ed una altezza pari a quella del nostro camino. Gli strati di aria atmosferica posti oltre lo sbocco del camino possono essere ignorati, poiché esercitano una identica pressione su entrambi i vasi.

Quando accendiamo la stufa, i fumi caldi prodotti dalla combustione si espandono in virtù della loro alta temperatura, il volume di gas contenuto nel camino diminuisce di densità, e l’aria esterna più pesante tende a prenderne il posto, passando attraverso la stufa. In questo modo viene anche fornito ossigeno alla combustione, che può proseguire finché non esaurisce il combustibile. Continuando a fornire combustibile, si può far proseguire indefinitamente il processo.

Una cosa che bisogna tenere presente in questo schema, è che le differenze di pressione in gioco sono minime: un camino si considera in buon "tiraggio" quando la differenza tra la pressione atmosferica esterna e la minore pressione interna (o, come comunemente si dice, la depressione ) è compresa tra i 10 ed i 20 Pascal, cioè tra 0,1 e 0,2 millibar, cioè ancora, tra 1 e 2 decimillesimi della normale pressione atmosferica! L’equilibrio di funzionamento di un camino è dunque delicato, ed è influenzato da molteplici fattori che rendono ragione dello "strano" comportamento dei camini.

L’aria calda contenuta nel camino si muove lentamente, ad una velocità di pochi metri al secondo (per lo più 1, 5-2 ms), sospinta dall’aria esterna, la cui pressione deve vincerne l’inerzia. Pareti rugose che provocano attrito, strozzature che creano turbolenze, improvvisi cambiamenti di direzione, come curve secche, costituiscono gravi ostacoli al movimento dei fumi.

I camini sembrano soffrire delle condizioni atmosferiche perché i cambiamenti meteorologici sono sempre accompagnati da variazioni di pressione atmosferica: nelle belle giornate, l’alta pressione atmosferica favorisce il funzionamento del camino; nelle giornate piovose, invece, la bassa pressione atmosferica ne rende il compito più faticoso.

Le giornate fredde, aumentando la differenza di temperatura tra i fumi interni al camino e l’aria esterna, favoriscono il tiraggio; le giornate calde lo rendono più difficile.

Aumentare l’altezza del camino rende più facile il "tiraggio", perché in questo modo si induce un uguale innalzamento della colonna d’aria esterna, che così diventa in totale più pesante: se la differenza iniziale di pressione tra le due colonne è troppo bassa, per ogni frazione di altezza aggiunta, si aggiunge una frazione di differenza di peso in più, finché la somma di queste frazioni crea una differenza di pressione totale sufficiente a mettere in movimento la colonna d’aria più leggera.

Una canna fumaria con molte curve e tratti orizzontali o inclinati, aumenta la propria lunghezza senza aumentare la propria altezza: ne consegue che la quantità di aria in essa contenuta, anche se più leggera dell’aria esterna, può avere un peso complessivo eccedente la capacità di spinta della corrispondente colonna d’aria esterna. Per questo le curve ed i tratti orizzontali, se indispensabili, vanno compensati con un prolungamento del tratto verticale del camino.

Un impianto posto al livello del mare avrà in generale bisogno di una canna fumaria più corta di un impianto posto in alta montagna, perché con l’altitudine la pressione atmosferica diminuisce.

GAS Formula chimica Densità Kg/m3 Densità relativa all'aria
Aria - 1,293 1,000
Idrogeno H2 0,090 0,070
Ossido di carbonio CO 1,250 0,967
Anidride carbonica CO2 1,977 1,529
Ossigeno O2 1,429 1,105
Anidride solforosa SO2 2,926 2,264
Azoto N2 1,251 0,967

Qualche approfondimento

Determinare il tiraggio naturale (Pressione statica del camino)

Da quanto è stato sopra esposto, dovrebbe essere chiaro che il 'tiraggio' naturale è funzione sopratutto dell'altezza della canna fumaria e della differenza di temperatura tra i fumi all'interno della canna fumaria e l'aria ambiente. Meglio ancora, della differenza di densità tra i fumi di combustione all'interno del camino e l'aria esterna. In effetti, più i fumi sono caldi, meno sono densi, più sono leggeri, più facilmente l'aria esterna tenderà ad espellerli dal camino.

La densità dei fumi è normalmente valutata come massa, espressa in chilogrammi, per unità di volume, espressa in metri cubi, cioè Kg/m3.

La prima cosa da fare, dunque, è cercare di quantificare questa differenza di densità.
Una formula normalmente usata per stabilire la densità dei fumi può essere espressa così:

dove dfumi è la densità dei fumi cercata, d0 è la densità dei fumi a 0°C, 273 è la trasposizione in gradi kelvin (assoluti) del valore 0°C, T è la temperatura media dei fumi di combustione.

Dato l'enorme eccesso d'aria necessario per bruciare completamente la legna, possiamo considerare, con ragionevole approssimazione, la densità dei fumi come pari a quella dell'aria, e cioè circa 1,3 kg/m3 (a 0°C ed al livello del mare) e porre la temperatura dei fumi di combustione, mettiamo, a 300 °C.

La formula, allora, diventa:

cioè 0,62 kg/m3 circa, che è la densità media dei fumi di combustione della legna a 300°C di temperatura.

A questo punto, per calcolare la pressione statica del camino, ovvero il tiraggio naturale, possiamo applicare la formula seguente: 

dove Ph è la pressione statica ricercata, espressa in Pascal, H è l'altezza del camino espressa in metri, g è l'accelerazione di gravità, pari a 9,8 m/s2, (in effetti, è la forza di gravità il motore del sistema), da è la densità dell'aria ambiente (pari a circa 1,2 Kg/m3 a 20°C e al livello del mare) e dt è la densità dei fumi alla temperatura data (300°C), entrambe espresse in kg/m3 .

Poniamo che il nostro camino abbia un altezza di 10 m. Sostituendo nella formula, si avrà:

cioè

cioè ancora: Ph = 56,84 pascal.

Se, a parità di altezza di canna fumaria, la temperatura dei fumi di combustione fosse, poniamo, 200°C, il tiraggio naturale corrisponderebbe a 44,1 pascal, mentre per una temperatura dei fumi di 400°C, si avrebbe una depressione teorica di circa 66 pascal.

D'altra parte, considerando la temperatura di 300°C, se il nostro camino fosse alto solo 5 m, invece di una depressione di 52,92 pascal, ne otterremmo una di 28,42 pascal, cioè la metà, mentre con un camino alto 15 m, avremmo una depressione teorica, sempre a 300°C, di ben 85,26 pascal.

Si consideri ancora che, se il nostro camino fosse posto ad 800 metri di altitudine, la pressione dell'aria esterna, sempre a 0°C, sarebbe di circa 1,124 Kg/m3 , e quindi lo stesso camino di 10 metri di altezza, alla stessa temperatura di 300°C, produrrebbe una depressione di 49,39 pascal.

Tanto per finire di complicare le cose, ricordiamo che la densità dell'aria varia, oltre che in funzione dell'altitudine, anche in funzione della temperatura (temperatura più fredda significa aria più densa e viceversa) e delle condizioni atmosferiche: le variazioni meteorologiche possono portare a variazioni della pressione atmosferica anche di 50/60 pascal.

E' dunque evidente quanto la temperatura dei fumi e l'altezza della canna fumaria siano importanti per avere un buon tiraggio. Tuttavia bisogna tener presente che maggiore è la temperatura dei fumi di combustione, minore è in realtà l'efficienza della stufa, o del generatore di calore in genere. In altre parole, più caldi sono i fumi, meno calore resta a disposizione per il riscaldamento degli ambienti. Con una stufa a legna, non si dovrebbero superare i 180/200°C di temperatura dei fumi, per avere un riscaldamento regionevolmente efficiente. Con una temperatura media dei fumi di 200°C , ed un camino alto 5 m, avremmo a disposizione una depressione di circa 20 pascal che, considerando che la maggior parte delle applicazioni richiede una depressione minima di 8/10 pascal per funzionare correttamente, non sembrano pochi. Ma alla depressione teorica vanno sottratte le inevitabili perdite di carico dell'impianto, ovvero la somma delle resistenze che il generatore di calore e la canna fumaria oppongono al libero scorrimento dei fumi.

Di questo parliamo nel prossimo paragrafo.

Determinare le perdite di carico.

Un fluido che scorra all'interno di un tubo incontra una serie di resistenze che tendono a rallentarne corsa, assorbendo, per così dire, lungo il percorso sino al comignolo, l'energia impressa ai fumi dal tiraggio naturale alla base del camino.

Il calcolo delle perdite di carico di un fluido che scorra all'interno di un condotto è uno dei calcoli più complessi e difficili della fisica tecnica ( la Norma UNI 9615, che regola il dimensionamento delle canne fumarie, richiede la rilevazione di 23 diversi parametri combinandoli in circa 80 passaggi matematici) e la sua illustrazione completa è qui evidentemente impossibile. Ci limitiamo perciò a fornire qualche indicazione generale, utile ad individuare i problemi principali del "funzionamento" della canne fumarie.

Fra le cause principali della perdita di carico dei fumi, possiamo elencare le seguenti:

Perdite di carico per dispersione termica

Anche la canna fumaria meglio coibentata disperde una certa quantità di calore attraverso le sue pareti. La dispersione termica raffredda i fumi, rendendoli più densi e quindi più pesanti.

Tale trasmissione di calore dipende principalmente:
- dalla resistenza termica del materiale che costituisce le pareti. Evidentemente, maggiore è l'isolamento termico delle pareti della canna fumaria, minore ne è la dispersione termica. Per questo le canne fumarie devono sempre essere coibentate, specie se poste in esterno.
- dal diametro e dalla lunghezza del camino. Tanto maggiore il diametro e la lunghezza del camino, tanto maggiore è la superficie di scambio termico.
- dalla differenza di temperatura tra la parete interna e quella esterna. Tanto più fredda è la temperatura esterna, tanto maggiore è lo scambio termico tra l'interno e l'esterno della canna fumaria. Per questo le canne fumarie dovrebbero correre, per quanto possibile, all'interno delle abitazioni, dove la 'temperatura esterna' è comunque più alta.
- dalla velocità dei fumi. Tanto maggiore è la velocità dei fumi, tanto meno tempo restano all'interno della canna fumaria, tanto meno calore possono disperdere.

Appresso forniamo il valore di conducibilità termica di alcuni materiali utilizzati per la costruzione di canne fumarie. Come si vede, le canne fumarie prefabbricate realizzate con due sottili strati di acciaio intorno ad uno spessore di fibra minerale costituiscono il miglior compromesso tra resistenza termica e leggerezza.

Valori di conducibilità termica e densità di alcuni materiali

Materiale Temperatura °C Conducibilità Termica (W/mk)

Densità Kg/m3

Acciaio 20 15 7850
Refrattario 1 2000
Muratura con cls spruzzato 0,4-0,6 1290/1930
Muratura di mattoni pieni 0,35-0,52 1000
Fibra minerale 0,035 100

Le perdite di carico per dispersione termica possono essere valutate con una certa precisione, conoscendo l' altezza, la sezione ed  i materiali di cui è composta la canna fumaria, oltre al valore della massa dei fumi, che ( insieme alla sezione della canna fumaria) determina la velocità dei fumi stessi. Il calcolo è piuttosto complesso, ma si può dire in generale che, se il camino è ben coibentato, la perdita di carico per dispersione termica è abbastanza trascurabile, per lo meno per impianti domestici funzionanti a legna o carbone, in cui l'altezza della canna fumaria raramente supera i 10/12 metri, al massimo.

Perdita di carico per attrito

Un fluido che scorre entro un tubo è rallentato dall'attrito prodotto dal contatto con le pareti del tubo. L'attrito è direttamente proporzionale alla rugosità delle pareti ed alla velocità dei fumi, oltre che dipendente dalla forma del tubo e dalla sua lunghezza.

Più specificamente:
- Tanto maggiore è la rugosità della pareti interne del condotto, tanto maggiore è l'attrito e quindi la resistenza che si contrappone al flusso dei fumi. Questo è abbastanza intuitivo. Far scivolare una mano su una lastra di vetro non è la stessa cosa che farla scivolare su un foglio di carta vetrata.
- Tanto maggiore è la velocità dei fumi, tanto maggiore è l'attrito. Anche questo dovrebbe essere evidente. Si può far scivolare lentamente una mano su un foglio di carta vetrata, magari per saggiarne la rugosità, senza troppi danni; farla scorrere molto velocemente, invece, può provocare seri danni: la rugosità più la velocità provocano un fortissimo attrito.
- Più irregolare è la sezione del condotto, maggiore è la perdita di carico.  Questo è un po' meno intuitivo, ma basti sapere che più irregolare è la sezione, più facilmente il moto del fluido diventa turbolento, e che l'aumento di turbolenza aumenta notevolmente l'attrito.
- Più lungo è il tubo, maggiore è la perdita di carico per attrito. Qui vale la stessa osservazione fatta per le perdite di carico dovute a dispersione termica: tanto più lungo il condotto, tanto maggiore sarà la superficie di attrito.

  Di seguito forniamo il valore di rugosità di alcuni materiali utilizzati per la realizzazione di canne fumarie. Anche in questo caso, come si vede, l'acciaio è il materiale di gran lunga più conveniente. Si tenga inoltre conto del fatto che i valori di rugosità riportati per i materiali non in acciaio valgono nel caso di condotto realizzato a perfetta regola d'arte. Se invece, come quasi sempre accade, la malta in eccedenza utilizzata per sigillare i vari elementi delle canne in muratura forma delle incrostazioni all'interno della canna fumaria, i valori di rugosità salgono in maniera catastrofica.

Rugosità media "r" della parete interna per alcuni materiali
Tipo di materiale Rugosità"r" in metri
Tubo in acciaio 0,0005
Conglomerato cementizio 0,001
Refrattario 0,001
Condotto in muratura 0,003

Le perdite di carico per attrito dipendono dalla natura del condotto e dalla velocità dei fumi, sono perciò in genere chiamate perdite di carico distribuite, dato che il loro valore complessivo dipende fondamentalmente dalla lunghezza del tubo, e distinte dalle perdite di carico localizzate, di cui parliamo appresso.

Perdite di carico localizzate 

Le perdite di carico localizzate (o concentrate) sono cadute di pressione dovute ad ostacoli come curve, gomiti, valvole, diramazioni, restringimenti (o allargamenti) della sezione, etc. I valori del fattore di attrito per gli ostacoli più comuni può essere ricavato da tabelle, di cui riportiamo appresso un esempio parziale.

Caso Dati Geometrici Coefficiente

Curva a 45°
Angolo γ in °
10
30
45
60
90
0,1
0,2
0,4
0,7
1,2

Curva a 90°
R : D
0,5
0,75
1,0
1,5
2,0
0,8
0,4
0,3
0,2
0,2

Curva a settori 90°
a : D
1,0
1,5
2,0
3,0
5,0
Numero dei segmenti
2 3 4
0,6 0,4 0,4
0,5 0,4 0,4
0,5 0,4 0,4
0,6 0,4 0,4
0,7 0,5 0,4

Strozzatura
A1 : A2
0,4
0,6
0,8
0,33
0,25
0,15

Allargamento
A1 : A2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,0
0,7
0,4
0,2
0,1
0

Riduzione
Angolo γ in °
30
45
60
0,02
0,04
0,07

Il rapporto tra altezza e sezione della canna fumaria

Le perdite di carico per attrito, concentrate e distribuite, sono di gran lunga il fattore più importante nel determinare la caduta di pressione (o meglio, nel nostro caso, di depressione) in canna fumaria e vanno valutate con estrema attenzione per stabilire la possibilità di un impianto di funzionare correttamente.

A questo proposito, vale la pena di spendere una parola sulla relazione tra la velocità dei fumi e l'attrito conseguente in canna fumaria, che aiuterà a spiegare lo strano rapporto esistente tra la sezione e l'altezza della canna fumaria.

Si sente spesso dire che, per migliorare il tiraggio di una canna fumaria, si può scegliere se aumentarne l'altezza, ovvero il diametro. Entrambe le soluzioni possono essere utili, ma per motivi diversi.

Vediamo di capirci.

Un principio di fisica tecnica che sarebbe troppo lungo spiegare qui, e che dovete prendere per buono, stabilisce che la portata - cioè la quantità di fluido che scorre per unità di tempo attraverso una qualunque sezione - di un condotto deve essere uguale al suo ingresso (poniamo, la bocca del camino) ed alla sua uscita (poniamo, il comignolo). Se ne deduce che, a parità di portata, aumentando la sezione del condotto, la velocità dei fumi diminuisce, mentre restringendo la sezione del condotto, la velocità dei fumi aumenta.

Tanto per fare un esempio: ammettiamo di avere un condotto con una portata di 1000 mc/h., e di voler determinare la velocità dei fumi in m/s, cioè, in metri per secondo, in dipendenza della sezione del condotto. Poiché in un ora ci sono 3600 secondi, la portata per secondo sarà di circa 0.28 metri cubi, cioè 280.000 cm3. Immaginiamo di avere un condotto circolare di 20 cm. di diametro . La sua sezione idraulica sarà di 314 cmq (Area della sezione = r2π = 10 x 10 x 3.14 = 314). Se prendiamo in considerazione un tratto di condotto lungo un metro, il volume di questo tratto sara di 31400 cm3 (314 cm x 100 cm) . La velocità in m/s sarà dunque data da 280000/31400, cioè 8,9 ms circa.

Se ora aumentiamo la sezione del condotto sino a 30 cm, la sua sezione idraulica diventerà di 706 cm2 (15 x 15 x 3.14); il volume del tratto lungo un metro sarà di 70600 cm3, e la velocità dei fumi sarà data da 280000/70600, cioè 3,96 ms circa. Come si vede, la velocità è notevolmente diminuita.

Se invece restringiamo il condotto ad un diametro di 15 cm., la sua sezione idraulica diventerà di 176 cm2 circa, il volume del tratto lungo un metro a 17600 cm3, e la velocità dei fumi salirà a quasi 16 m/s!

A questo punto, introduciamo un altro enunciato che dovrete prendere per buono: le perdite di carico per attrito in una canna fumaria sono direttamente proporzionali al quadrato della velocità del fluido. In altre parole, dimezzando la velocità dei fumi, le perdite di carico dovute ad attrito si riducono ad un quarto.

In sostanza, aumentando la sezione della canna fumaria, si diminuisce la velocità dei fumi, e di conseguenza si diminuiscono notevolmente le perdite di carico dovute ad attrito. In realtà, le perdite di carico sono inversamente proporzionali al quadrato del diametro della canna fumaria.

Ecco, dunque, spiegato il rapporto tra altezza e sezione della canna fumaria: aumentando l'altezza della canna fumaria, si aumenta la depressione statica, cioè il 'tiraggio', mentre aumentando il diametro della sezione, si diminuiscono le perdite di carico, cioè gli ostacoli posti al tiraggio stesso. L'aumento dell'altezza agisce sulla parte 'positiva' del bilancio energetico, aumentando la 'spinta', l'aumento della sezione agisce sulla parte 'negativa', diminuendo gli ostacoli alla spinta.

Una canna fumaria molto alta genera una notevole depressione, che può essere sufficiente a vincere la resistenza prodotta dall'attrito dei fumi in una sezione relativamente stretta. Una canna fumaria sufficientemente larga può avere una perdita di carico relativamente bassa, tale da essere compensata anche dal tiraggio prodotto una canna fumaria non particolarmente alta.

Insomma, se non si può aumentare il tiraggio disponibile aumentando l'altezza della canna fumaria sino a generare un valore di depressione in Pascal tale da superare quello della somma delle perdite di carico, si può tentare di allargarne la sezione sino a portare la somma delle perdite di carico ad un valore in Pascal inferiore a quello 'positivo' generato dal motore statico del camino. Speriamo di essere stati chiari...

In generale, tanto più alta è una canna fumaria, tanto più stretta può essere la sua sezione, tanto più bassa è la canna fumaria, tanto più larga deve essere la sua sezione.

Esistono quindi, per ogni impianto, una serie di 'coppie' altezza/sezione che possono ugualmente soddisfarne le necessità. La scelta di una coppia rispetto ad un'altra dipende in genere da motivi contingenti (problemi architettonici, economici, estetici, etc). Molti produttori di stufe e camini, come di canne fumarie, forniscono delle tabelle predisposte a seconda del tipo e della potenza dell'impianto. Naturalmente ci sono dei limiti a questa serie di coppie. Oltre una certa altezza il restringimento della sezione non è più possibile, perchè l'attrito e la dispersione termica sarebbero comunque eccessivi, così come non avrebbe senso avere una canna fumaria bassissima e più larga della superficie del bruciatore: tanto varrebbe accendere un fuoco all'aperto. Tuttavia, per la maggior parte degli impianti domestici, in cui le canne fumarie hanno una altezza variabile tra i 4/5 metri ed i 10/12 metri, queste tabelle sono piuttosto affidabili.

Il "tiraggio disponibile"

Il tiraggio disponibile per far effettivamente funzionare l'impianto è dunque dato dalla differenza tra la pressione statica del camino, o tiraggio naturale, e la somma delle resistenze che l'impianto stesso oppone al moto dei fumi, o perdite di carico. Ci sono vari modi per far sì che questa differenza sia e resti positiva. I fattori che incidono maggiormente, abbiamo visto, sono l'altezza della canna fumaria e la temperatura dei fumi, che aumentano il tiraggio naturale, e le resistenze di attrito, che rallentano la 'spinta' dei fumi. Se il tiraggio è insufficiente, si può agire su ciascuno di questi fattori

Aumentare l'altezza della canna fumaria funziona, tuttavia può essere costoso, difficile, e brutto esteticamente.

Aumentare la temperatura di combustione è anche utile, tuttavia questo significa consumare più combustibile e ridurre l'efficienza di riscaldamento.

La cosa più utile e migliore da fare è, dunque, ridurre al minimo le perdite di carico. Per ottenere questo, bisogna avere una canna fumaria perfettamente coibentata, con la parete interna liscia, possibilmente circolare, di sezione adeguata, ed il più possibile verticale, senza curve, tratti orizzontali, strozzature o allargamenti, etc.

Massa dei fumi e tiraggio

Caminetti: grande massa di fumi, basso tiraggio
I caminetti aperti richiedono una canna fumaria piuttosto grande. Una grande quantità di fumi è prodotta dalla rapidità della combustione, che assorbe anche un enorme ammontare di aria ambiente, che, essendo 'fredda', abbassa la temperatura media dei gas, e quindi riduce il tiraggio. Tuttavia, il sistema nel suo complesso non ha grandi perdite di carico, e quindi non è necessario un tiraggio molto forte. L'ampiezza della canna fumaria riduce la resistenza e consente di smaltire la grande massa di fumi anche con un basso tiraggio. I fumi di combustione prodotti in un camino aperto salgono velocemente nel condotto perchè c'è una grande massa di fumi, cioè una grande portata da smaltire, non perchè ci sia un forte tiraggio.

Stufe: piccola massa di fumi, forte tiraggio.
Per le stufe il discorso è diverso. Ad esempio, la legna brucia più lentamente in una stufa, producendo perciò una quantità di fumi minore per ogni unità di tempo. I fumi appaiono più densi semplicemente perchè una stufa assorbe molta meno aria ambiente, e quindi i fumi sono meno diluiti. Al contrario dei camini aperti, quindi, le stufe non richiedono una canna fumaria molto grande, non avendo una grande portata da smaltire. Tuttavia, poichè l'ingresso dell'aria nella stufa è di sezione molto piccola, ed i fumi vengono forzati all'interno in un lungo percorso che ha lo scopo di aumentare la superficie di scambio termico, le perdite di carico sono molto maggiori che in un caminetto, e quindi è necessario un tiraggio molto più forte per superarle. Poichè il tiraggio è strettamente dipendente dalla temperatura dei fumi, l'isolamento della canna fumaria deve essere particolarmente curato. Inoltre, un canna di sezione più piccola aumenta la velocità dei fumi che, evitando un eccessivo rallentamento della combustione, mantiene la temperatura dei fumi ragionevolmente alta. Una canna fumaria troppo ampia, in presenza di una piccola massa di fumi, ne rallenterebbe troppo la velocità, abbassando eccessivamente il rateo di combustione, con conseguente raffreddamento del sistema e caduta di tiraggio. Questo è il motivo per cui le canne fumarie delle stufe sono più piccole di quelle dei camini.