Что такое пар? Идеальные условия для купания

Интересное практическое наблюдение. Ответ на вопрос, что такое пара, как правило, не вызывает особых затруднений у респондентов с любым уровнем образования. Люди с профессионально-технической базой, как основная ассоциация, сразу вспоминают кипящий чайник, обладатели диплома о высшем образовании – обращают свой взор к кучевым облакам и поднимают из недр сознания базовые знания об испарении и круговороте воды в природе. Самые продвинутые – это те, у кого за плечами полноценные восемь классов советской общеобразовательной школы. Для данной категории лиц понятие парообразования имеет непосредственное отношение к процессам перегонки и ректификации спиртосодержащей жидкости, а тонкости динамики процессов настолько подробны и точны, что хочется посоветовать респонденту сесть основательно — для написания докторской диссертации… Но это все лирика. Нас в большей степени интересует пар, как вещество прикладного назначения, в чисто банном хозяйстве, и здесь, как ни странно, уместно вспомнить и кипящий чайник, и кучевое облако, и работающий самогонный аппарат. Сегодня в зоне нашего пристального внимания находится правильная паровая баня и способы и приемы его получения.

Оглавление

• 1 Физика процесса парообразования
• 2 Водяной пар – как основа традиционной русской бани
• 2.один Особенности режима парения в русской бане
• 2.2 Принципы получения правильного пара
• 3 Вывод

Физика процесса парообразования

Теория гласит, что пар – это газообразное состояние вещества, в условиях, когда газообразная фаза находится в равновесии с жидкостью или твердым телом, при температурах ниже критической температуры какого вещества. Само явление парообразования из жидкого или твердого состояния вещества называется процессом парообразования. Суть его в том, что отдельные молекулы вещества отрываются от основной массы, за счет полученного запаса кинетической энергии, достаточной для преодоления притяжения соседних молекул — и устремляются в окружающее пространство. В то же время скорость и активность процессов, протекающих в различных веществах, при одних и тех же условиях могут кардинально различаться.

Примером может служить испарение металлической ртути и легколетучего эфира. Чем стабильнее и прочнее межмолекулярные связи, тем труднее отделить отдельные молекулы от жидкой фазы, тем медленнее идет процесс парообразования. Соответственно кинетическая энергия молекулы должна превышать силы реакции. В физике это отражается таким понятием, как тепловое движение молекул и его интенсивность.

Кстати! Процесс парообразования имеет и обратное явление – конденсацию. При нем вещество переходит из газообразного состояния в жидкое. В ванне наиболее активный процесс конденсации происходит в восточные бани — хамам. Нагретый пар, поднимаясь к потолку, соприкасается с его поверхностью, имеющей температуру ниже точки испарения, и пар превращается во влагу, которая большими каплями стекает вниз. Именно по этой причине в турецких банях потолок имеет форму свода – он не позволяет каплям влаги попадать вниз – на посетителей, а плавно отводит их на стены и далее, на пол.

Собственно, тип образующегося пара напрямую зависит от динамики парообразования. А их несколько:

• Ненасыщенный пар – это состояние, при котором динамическое равновесие с жидкостью не достигается. При наличии ненасыщенного пара над поверхностью жидкости процесс парообразования преобладает над процессом конденсации, по этой причине с течением времени уровень жидкости снижается по сравнению с первоначальным объемом, в результате ее банального испарения. Примером из банной практики является открытый водогрейный котел, установленный в корпусе банной печи. Температура воды в ней повышается, вплоть до точки кипения, которая будет продолжаться до тех пор, пока количества тепловой энергии топки достаточно для поддержания значения заданной температуры. При этом показатель абсолютного значения влажности воздуха в помещении будет расти прямо пропорционально количеству испарившейся из бака воды с учетом потери конденсации влаги на поверхностях с температурой точки росы. В этих условиях давление ненасыщенного пара меньше давления насыщенного;
• Насыщенный пар — находиться в точке динамического равновесия с жидкостью, то есть скорость парообразования равна скорости обратного процесса — конденсации. При такой температуре объем помещения не может вместить больше пара;
• Пересыщенный пар — можно получить только в условиях максимально чистого внутреннего объема, лишенного точек конденсации пара. Давление пересыщенного пара превышает давление насыщенного пара и, как мы понимаем, при нормальных банных условиях получить пересыщенный пар нереально.

Важный! Не путайте понятие водяной пар — газообразное агрегатное состояние жидкости, с туманом — явление, при котором в воздухе присутствует взвесь мельчайших капель воды. То есть в состоянии тумана вода не меняла своего агрегатного состояния — с жидкого на газообразное.

Водяной пар – как основа традиционной русской бани

Водяной пар образуется молекулами воды при ее естественном испарении с поверхности, либо вынужденном нагреве и кипении в баках горячей воды. Помимо этих процессов, при сублимации льда происходит парообразование. Но, к банному делу он прямого отношения не имеет.

Насыщение атмосферы помещения водяным паром влечет за собой повышение в ней парциального давления. При этом стоит упомянуть такой показатель, как абсолютная влажность воздуха, которая отражает количество граммов водяного пара в кубическом метре атмосферы.

От этого зависит скорость и интенсивность испарения воды:

1. Площадь поверхности, с которой происходит. Если тарелку, наполненную водой, и графин с узким горлышком поставить рядом друг с другом в абсолютно одинаковых условиях, то с тарелки за тот же период времени испарится больше воды, чем из графина. Вот почему старые казачьи бани в низовьях Дона и на Тереке оборудовались массивными медными клепаными котлами с широчайшей горловиной и толстым дном, врезанными в баню выпекать. При ее нагревании нагревалась не только вода, но и атмосфера бани насыщалась паром умеренной температуры. В принципе, этот механизм напоминает довольно упрощенный турецкие бани, с его низкой температурой и высокой влажностью.
2. Интенсивность теплового движения молекул, которая напрямую зависит от количества тепловой энергии, направленной на нагрев определенного объема воды.

Особенности режима парения в русской бане

Так называемые «микроклиматические режимы» России паровая баня, лежат в диапазоне средних температур воздуха и высокой влажности. В численном выражении температура колеблется от сорока пяти до восьмидесяти °С, а абсолютная влажность воздуха в среднем составляет пятьдесят граммов на кубический метр внутреннего пространства парилки. Однако точка росы в воздухе лежит выше сорока °C.

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

• Экстремальный пар – при постоянной температуре атмосфера парилки имеет более высокую абсолютную влажность: от семидесяти до ста граммов. вода / куб.м. При этом температура точки росы в воздухе повышается, что вызывает более высокую температуру конденсата и, соответственно, «жесткости» словесные ощущения парящих;
• Пар веника – температура воздуха шестьдесят °С, относительная влажность не ниже 50 %, при этом – достаточное количество влаги в воздухе, естественно поддерживает влажность веника, не смачивая его;
• Сухой пар — при повышении температуры до восьмидесяти °С веник уже не может увлажняться естественным путем, по этой причине олдскульные служители называют такое пропаривание "работой шуршащего веника". При этом движения парящего становятся мягче и деликатнее, а тело парящего в большей степени обрабатывается потоками нагретого воздуха, чем побегами веника.

Принципы получения правильного пара

Одним из самых неприятных условий для парения в парной является влажный и тяжелый обжигающий пар. Очень сушит и обжигает губы, невозможно глубоко вдохнуть. Как правило, этот пар имеет низкую температуру и образуется при нестабильном и неравномерном испарении из камней или чугунных слитков с хлопками и «хрустом». Последнее свидетельствует о том, что в атмосферу попадают мелкие брызги кипятка, но температура самого пара недостаточна — она ​​редко превышает 105-115°С.

Получение качественного легкого пара с высокими тепловыми режимами — а то получается с температурой около двухсот пяти — четырехсот семидесяти пяти °С, возможно путем испарения воды в "замкнутом объеме" обогреватель. То есть нужно не только сублимировать пар с поверхности горячих камней, его еще нужно высушить, то есть выпарить мельчайшие брызги воды и дополнительно подогреть уже высохший пар до необходимой температуры.

На практике это реализуется за счет использования печей с глубоким каменным ложем, когда по периметру устанавливаются массивные ограждающие камни, на которых испаряются брызги и нагревается пар. Другим вариантом является использование лабиринтных печей, в которых основное испарение происходит на массивных камнях нижнего яруса, а затем происходит сублимация пара в длинных лабиринтных ходах.

Вывод

Правильный пар, а точнее, пар с оптимальными условиями – залог создания комфортного микроклимата в парилке традиционной русской бани. Зная принципы создания оптимальных условий, можно попытаться получить парообразование даже на калориферах, не полностью соответствующих оптимальной конструкции. По крайней мере, можно исходить из следующей стратегии — интенсивно формировать «пирог» под потолком и использовать его как резерв пара, постепенно используя его части для нужд парения. "Созревание торта» сопровождается кондиционированием его тяжелой влагонасыщенной фракции, а более легкая, высокотемпературная и осушенная часть пара останется в подпотолочном пространстве.

Правильная парилка. Три главных секрета ParMaster