Что представляет из себя пар? Его идеальные кондиции для бани

Интересное практическое наблюдение. Ответ на вопрос, что представляет из себя пар, как правило, не вызывает особых трудностей у респондентов с любым уровнем образования. Люди с профессионально-технической базой, в качестве основной ассоциации, сразу вспоминают кипящий чайник, носители диплома о высшем образовании — обращают свой взор на кучевые облака и поднимают из глубин сознания базовые знания, в части испарения и круговорота воды в природе. Самые продвинутые те, у кого за плечами полновесные восемь классов советской общеобразовательной школы. У этой категории лиц, понятие парообразования непосредственно связывается с процессами дистилляции и ректификации спиртосодержащей жидкости, причем, приводимые тонкости динамики процессов настолько подробны и точны, что так и хочется посоветовать опрашиваемому основательно сесть — за написание докторской… Но это все лирика. Нас, в большей степени, интересует пар, как субстанция прикладного использования, в сугубо банном обиходе и здесь, как ни странно, уместно вспомнить и кипящий чайник, и кучевое облако, и работающий самогонный аппарат. На сегодняшний день, в зоне нашего пристального внимания — правильный банный пар и способы и хитрости его получения.

Оглавление

• 1 Физика процесса парообразования
• 2 Водяной пар — как основа традиционной русской бани
• 2.1 Особенности кондиций пара в русской бане
• 2.2 Принципы получения правильного пара
• 3 Заключение

Физика процесса парообразования

Теория гласит, что пар это газообразное состояние вещества, в таких условиях, когда газовая фаза находится в равновесии с жидкой или твердой, при температурах ниже критической температуры чего вещества. Само явление образования пара из жидкого или твердого состояния вещества называется процессом парообразования. Его суть в том, что раздельные молекулы вещества отрываются от основной массы, за счет полученного запаса кинетической энергии, достаточной для преодоления притяжения соседних молекул — и устремляются в окружающее пространство. Вместе с тем скорость и активность процессов протекающих у разнообразных веществ, при одинаковых условиях, может кардинально различаться.

Примером может служить парообразование у металлической ртути и высоколетучего эфира. Чем стабильнее и крепче межмолекулярные связи — тем сложнее происходит отрыв отдельных молекул от жидкой фазы, тем медленнее идет процесс парообразования. Соответственно и кинетическая энергия молекулы, должна превосходить силы противодействия. В физике это отображается таким понятием, как тепловое движение молекул и его интенсивность.

К слову! У процесса парообразования существует и обратное явление — конденсация. При нем, вещество переходит из газообразного состояния — в жидкое. В условиях бани, наиболее активно процесс конденсации происходит к восточных банях — хамам. Поднимающийся к потолку нагретый пар, соприкасается с его поверхностью, которая имеет более низкую температуру, нежели точка испарения, и пар превращается во влагу, которая крупными каплями стекает вниз. Именно по этой причине в турецких банях потолок имеет форму свода — он не дает каплям влаги срываться вниз — на посетителей, а плавно отводит их на стены и далее, на пол.

Собственно, от динамики парообразования зависит и непосредственно вид образующегося пара. А их бывает несколько:

• Ненасыщенный пар — такое состояние, при котором не достигается динамическое равновесие с жидкостью. При наличии над поверхностью жидкости ненасыщенного пара, парообразование превалирует над процессом конденсации, по этой причине с течением времени уровень жидкости по сравнению с первоначальным объемом уменьшается, в результате банального ее испарения. В качестве примера из банной практики можно привести открытый водогрейный котел, вмонтированный в тело банной печи. Температура воды в нем поднимается, вплоть до точки кипения, которое будет продолжаться до тех пор, пока количество тепловой энергии печи будет достаточным для поддержания значения указанной температуры. Вместе с тем показатель абсолютного значения влажности помещения будет расти прямо пропорционально количеству испарившейся из емкости воды, с учетом потерь на конденсацию влаги, на поверхностях имеющих температуру точки росы. При данных условиях — давление ненасыщенного пара, меньше давления насыщенного пара;
• Насыщенный пар — находиться в точке динамического равновесия с жидкостью, то есть скорость парообразования равна скорости обратного процесса — конденсации. При этот температуре, в объеме помещения не может находиться большее количество пара;
• Пересыщенный пар — быть может получен только в условиях максимально чистого внутреннего объема, лишенного точек конденсации пара. Давление пересыщенного пара превышает давление насыщенного пара и, как мы понимаем, в обычных условиях бани — получение пересыщенного пара малореально.

Важно! Не стоит путать понятие водяного пара — газообразного агрегатного состояния жидкости, с туманом — явлением, при котором в воздухе присутствует взвесь мельчайших капель воды. То есть, в состоянии тумана вода не изменяла своего агрегатного состояния — из жидкого в газообразное.

Водяной пар — как основа традиционной русской бани

Водяной пар образуется молекулами воды при ее естественном испарении с поверхности, или принудительного нагрева и кипения в водогрейных емкостях. Особняком от указанных процессов, стоит парообразование при сублимации льда. Но, к банным делам, он прямого отношения не имеет.

Насыщение водяным паром атмосферы помещения влечет за собой рост парциального давления в нем. Вместе с тем, стоит упомянуть и этот показатель, как абсолютная влажность воздуха, которая отражает количество граммов водяного пара в кубическом метре атмосферы.

От этого зависит скорость и интенсивность испарения воды:

1. Площади поверхности, с которой оно происходит. Если рядом в абсолютно одинаковых условиях поместить тарелку, наполненную водой и графин с узким горлышком, то за одинаковый промежуток времени из тарелки воды испарится больше, нежели из графина. Именно поэтому старые казацкие бани в нижнем течении Дона и на Тереке оснащались массивными медными клепаными котлами с максимально широким горлом и толстым дном, вделанными в банную печь. При ее нагреве, не только подогревалась вода, а еще атмосфера бани насыщалась умеренной температуры паром. В принципе этот механизм напоминает довольно упрощенную турецкую баню, с ее низкой температурой и высокой влажностью.
2. Интенсивности теплового движения молекул, которое напрямую зависит от количества тепловой энергии, направленной на нагрев определенного объема воды.

Особенности кондиций пара в русской бане

Так называемые — «микроклиматические режимы» русской паровой бани, лежат в пределах средних температур воздушной среды и высокой влажности. В числовом исчислении температура колеблется от сорок пять до восемьдесят °C, а абсолютная влажность воздуха, в среднем, — составляет пятьдесят грамм на один кубометр внутреннего пространства парной. Точка росы в воздухе, вместе с тем, лежит на отметке более сорок °C.

Собственно, исходя из этих параметров, можно создать своеобразную градацию различных паровых режимов русской бани — и по температуре и по влажности:

• Экстремальный пар — при неизменной температуре, атмосфера парной имеет более высокую абсолютную влажность: от семьдесят до сто гр. воды/куб.м. Вместе с тем, произрастает температура точки росы в воздухе, что обуславливает и более высокую температуру конденсата и, соответственные «жесткие» вербальные ощущения парящихся;
• Веничный пар — температура воздуха шестьдесят °C, относительная влажность не ниже 50%, вместе с тем — достаточное количество влаги в воздухе, естественным путем поддерживает влажность веника, не имея его смачивания;
• Подсушенный пар — при повышении температуры до восемьдесят °C, веник уже не может увлажняться естественным путем, по этой причине банщики старой школы называют такое парение — «работой шелестящим веником». Вместе с тем, движения парящего становятся более мягкими и деликатными, а тело парящегося, в большей степени, обрабатывается потоками разогретого воздуха, нежели побегами веника.

Принципы получения правильного пара

Одной из наиболее неприятных кондиций пара в парном помещении — является сырой и тяжелый обжигающий пар. Он сильно сушит и обжигает губы и его невозможно вдохнуть полной грудью. Как правило, этот пар имеет невысокую температуру и образуется при нестабильном и неровном испарении с камней или чугунных чушек с хлопками и «шкворчанием». Последнее указывает на то, что в атмосферу попадают мелкие брызги кипящей воды, а вот температура непосредственно пара недостаточная — она редко превышает показатель 105-115 °C.

Получить качественный легкий пар с высокими тепловыми кондициями — а таковой генерируется с температурой порядка двести пять — четыреста семьдесят пять °C, возможно при испарении воды в каменке «закрытого объема». То есть, нужно не только произвести возгонку пара с поверхности раскаленных камней, его еще нужно осушить, то есть испарить мельчайшие брызги воды и дополнительно нагреть уже осушенный пар до требуемой температуры.

Практически это реализуется применением каменок с углубленным каменным ложем, когда по периметру устанавливаются массивные ограждающие камни, на которых и происходит испарение брызг и догревание пара. Еще одним вариантом выступает использование лабиринтовых каменок, в которых основное испарение происходит на массивных камнях нижнего яруса, а далее — паровая возгонка досушивается в протяженных лабиринтовых ходах.

Заключение

Правильный пар, а точнее — пар с оптимальными кондициями — залог создания комфортного микроклимата, в парном помещении традиционной русской бани. Зная принципы формирования оптимальных кондиций, можно стараться получить генерацию пара даже на каменках, которые не в полной мере соответствуют оптимальной конструкции. По крайней мере, можно исходить из следующей стратегии — интенсивно формировать под потолком «пирог» и применять его как паровой резерв, постепенно используя его части на нужды парения. «Созревание пирога» сопровождается кондинсированием его тяжелой влагонасыщенной фракции, а более легкая, высокотемпературная и осушенная часть пара — будет оставаться в припотолочном пространстве.

Правильная парная. Три главных секрета ПарМастеров