мелкодисперсный пар что это

Мелкодисперсный пар в бане что это

Многие ценители банных процедур знают, что нужно париться в бане, когда внутри парной легкий пар. Но что он означает и дает? Стоит разобрать данное понятие более подробно. Пар – это вода, которая находиться в газообразном состоянии. Когда образовывается насыщенный пар, то какая-то часть воды остается в виде капель. Подобный пар называется тяжелым либо сырым. В результате возникает много конденсата, а в парной усиливается ощущение жары. Гости, находясь в бане, становятся сразу же мокрыми, при этом не успевают вспотеть. И начинают тяжело, прерывисто дышать. Подобный эффект может присутствовать, если баню не очень хорошо прогрели.

Легкий мелкодисперсный пар – как его получить?

Можно купить парогенератор, который обеспечит помещение качественным паром, при этом хозяину не нужно будет прикладывать какие-либо усилия. На рынке есть много вариантов. Парообразователи монтируются непосредственно в каменку печи. Вода подается на камни каменки, находящиеся внизу и получается перегретый мелкодисперсный пар. При этом нижние камни должны быть по максимуму раскалены.

Но даже в случае наличия парообразователя нет стопроцентной гарантии, что в парной будет создана комфортная обстановка. Чтобы баня эффективно работала, ее нужно хорошо протопить, правильно выбрать и уложить камни, подать нужное количество воды, в которой не будет примесей.

Существуют некоторые рекомендации, к которым стоит прислушаться:

Как предки получали мелкодисперсный пар?

Легкий пар можно было получить одним методом. На раскаленную поверхность подавалась вода, которая потом быстро испарялась. В первых печах камни грелись и достигали нужной температуры на открытом огне, ведь отсутствовала каменка. Позже забирали угли вокруг камней, удаляли остатки дров, мусор. Ведь это все могло негативно сказаться на качестве пара. И перекрывали дымоход, чтоб внутри парной как можно дольше сохранилось испарение. Потом на камни уже лилась горячая вода, но очень аккуратно.

Принцип, по которому создавался легкий пар, не поменялся. Просто произошли кое-какие усовершенствования.

Заказать отделку русской бани или финской сауны, вы можете на нашем сайте или позвонив по телефону: 8 (499) 110-97-56.

Источник

Что такое легкий пар и как его получить в бане

Как получить легкий мелкодисперсный пар?

Конечно, можно просто приобрести парогенератор и наслаждаться качественным паром без особых усилий. Благо, выбор соответствующих приспособлений сейчас велик. Такие парогенераторы или парообразователи устанавливаются в каменку печи. Они позволяют получать перегретый мелкодисперсный пар за счет подачи води на нижние камни каменки, которые не просто хорошо нагреты, но максимально раскалены. Варианты печей с парогенератором представлены на нашем сайте.

Впрочем, сам факт наличия парообразователя еще не гарантирует создания комфортной атмосферы для парения. Как минимум, для его эффективной работы баня должна быть хорошо протоплена, камни – правильно подобраны и уложены, а вода – подаваться в нужном количестве и подходящего качества, без примесей.

Общие рекомендации здесь такие:

Как получали легкий пар наши предки?

Принцип получения легкого пара, по сути, всегда был один: вода подается на раскаленную поверхность и быстро испаряется. В первых печах, в которых еще и каменки как таковой не было, камни нагревались прямо на открытом огне практически добела, то есть, до той же температуры 600-800 градусов. После вокруг камней убирали угли и остатки дров и прочий мусор, который мог повлиять на качество пара, перекрывали дымоход, чтобы сохранить испарения в помещении, и аккуратно лили на камни уже горячую воду.

Как видите, принцип создания легкого пара не изменился, просто были усовершенствованы сами печи, плюс появились парообразователи.

Почему же легкий мелкодисперсный пар так ценится?

Для начала все-таки придется определить, какой же пар можно считать легким. И здесь уже не обойтись без некоторых цифр. Опуская подробные расчеты, сразу обозначим, что физиологически для человеческого организма комфортным будет вдыхать влажный горячий воздух в парной при температуре около 40 градусов и с концентрацией водяных паров 50 г/м3. При таких данных не будет происходить конденсация пара в дыхательных путях, и дышать будет легко, поскольку такая температура приближена к температуре тела. И даже если сам по себе пар будет иметь в составе воду в капельном состоянии, это не доставит особых неудобств.

Однако мы редко паримся при таких низких температурах, рассчитывая на больший эффект от прогревания. И при повышении температуры воздуха и концентрации пара в одних случаях сохранится способность дышать легко, без ожогов слизистой и поверхности кожи, а в других при таких же показателях дыхание будет затруднено. Здесь все дело в комплексном воздействии пара на кожу и дыхательные пути. Мелкодисперсный пар даже при высокой температуре не обжигает, поскольку не имеет в своем составе взвеси в виде капелек воды.

Конечно, все это весьма индивидуально, и есть люди, которые легко переносят разный пар и вообще не обращают на это внимания. Но настоящие ценители добиваются максимального комфорта в парной, используя все доступные способы и приспособления. И создание легкого мелкодисперсного пара – одно из главных условий парения с удовольствием!

Источник

Мелкодисперсный пар

Человеку, выходящему из бани, принято говорить – «С лёгким паром!». Что же такое по-настоящему «Лёгкий пар» и почему это так важно в бане?

Было подмечено, что пар в парных может быть как «тяжёлым», так и «лёгким». Как это происходит и в чём разница?

«Тяжёлый пар»

Образуется, когда вода попадает на плохо прогретые или уже остывшие камни. Испарение воды происходит более медленно. Плохо прогретые камни как бы «шипят». При этом образуется пар, насыщенный крупными водяными каплями. Такой «водянистый пар» обжигает кожу нашего тела, а также слизистую оболочку рта при вдыхании. Это вызывает неприятные ощущения во время пребывания в парилке.

«Лёгкий пар»

Получается, когда камни прогреты до температуры от 600 до 800 градусов. Такую величину прогрева камней можно достичь двумя способами:

Баня «по-чёрному» – когда огонь разводили прямо над кучей камней, затем убирали огонь, сметали пепел, а затем уже парились, поливая воду на раскалённые добела камни. Такой способ уже не используется из-за его непрактичности.

Вода, попадая на хорошо разогретые камни, окружённые нагретой кладкой, взрывается характерным хлопком. Пар не сразу выходит в помещение парилки, а дополнительно раскаляется от стенок кладки и воздуха между камнями, избавляясь во время этого от крупных капель воды. Становится так называемым «мелокодисперсным паром».

Очевидно, что для того, чтобы производить хороший мелкодисперсный пар, очень важны правильные печи.

Про ощущение от «легкого пара»

Температура в парилке русской бани достигает 70 – 80 градусов, при влажности воздуха около 100%. Пар в хорошо прогретой русской бане получается сухим, без крупных капелек воды. Поэтому находиться в парной очень комфортно – легко дышится, пар не обжигает кожу и дыхательные пути. В этом большое отличие настоящей русской бани с вениками от сауны.

Воздух в парилке русской бани насыщен паром, в отличие от финской сауны с ее сухим воздухом. Пар оказывает на организм комплексное лечебное, дезинфицирующее и восстанавливающее воздействие. Что в сочетании с использованием веников из разных пород деревьев, вызывает именно нужный эффект от бани – человек отдыхает и восстанавливает свои силы.

Источник

Строим русскую баню по уму

Что такое — «легкий пар» и как его получить в парной русской бани?

По поводу понятия «легкий пар», а также способов создания в парной соответствующих ему метеорежимов, в среде любителей бани давно и упорно точатся споры. В настоящей статье мы лишь вскользь коснемся некоторых из существующих подходов в данном вопросе, заслуживающих, с моей точки зрения, внимания. Понятие «легкого пара» будет рассмотрено с позиций «легкости» его восприятия органами дыхания и кожей человека во время приема банных процедур. Чувственному восприятию человеком климатической обстановки парной мы постараемся поставить в соответствие абсолютные величины температуры, влажности и теплосодержания воздуха, которые будут соответствовать режимам «легкого пара».

Итак, начнем.

Перед тем как дать определение «легкого пара», широко распространенного среди любителей русской бани, давайте сначала определимся с самим понятием «пар» его видами, а также с понятиями «сухого» и «влажного» воздуха.

Процесс превращения вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием. Пар – это вода Н₂О, находящаяся в газообразном состоянии.

Образование пара из одноименной жидкости происходит посредством испарения и кипения. Между данными процессами существует принципиальное различие. Испарение жидкости происходит лишь с открытой поверхности. Отдельные молекулы, имеющие большую скорость, преодолевают притяжение соседних молекул и вылетают в окружающее пространство. Интенсивность испарения возрастает с увеличением температуры жидкости. Сущность кипения состоит в том, что генерация пара происходит в основном в объеме самой жидкости за счет испарения ее внутрь пузырьков пара. Переход вещества из газообразного состояния в жидкое называется конденсацией.

Различают следующие состояния водяного пара:

Водяной пар, находящийся в динамическом равновесии с водой в жидком состоянии, называется насыщенным паром. При динамическом равновесии количество вылетающих из находящейся в жидкой фазе воды молекул в окружающую среду равно количеству молекул обратно влетающих из этой среды в воду.

Сухой насыщенный пар – пар, не содержащий воды в виде жидкости и имеющий температуру кипения Т_н при данном давлении P_п. Индекс “н” при температуре обозначает насыщение (или кипение). Индекс “п” при давлении обозначает давление насыщенного водяного пара.

Перегретый пар – пар, температура которого превышает температуру испарения (кипения, насыщения) (Т>Т_н) при данном давлении Р.

Влажный пар – насыщенный пар, содержащий в себе воду в виде взвешенных мелкодисперсных частиц (аэрозоля или тумана).

Сухим воздухом называется воздух, не содержащий водяных паров. Напомним, что воздух по объему состоит из: азота N

0,9%, углекислого газа CO₂

0,03%, неона Ne, метана CH₄, гелия He, криптона Kr, водорода Н₂ и ксенона Xe суммарно плотности насыщенного пара d=d_н=d₀ кг/м³ от температуры воздуха T,ºC. На этом же рисунке пунктирной кривой изображена зависимость давления насыщенного водяного пара р=р_н=р₀ атм (Па) от температуры воздуха T,ºC.

Рис.1

На рис. 1 точкой на сплошной кривой отмечено максимальное количество водяных паров, которое еще может быть удержано в газообразном состоянии 1м³ воздуха при температуре 40ºС (условная температура, близкая к температуре человеческого тела). Эта величина равна 0,05 кг/м³ или 50 г/м³.

Вообще то, количество водяных паров, которое находится в 1 м³ воздуха при заданной температуре (максимальная плотность пара или абсолютная влажность d), может быть определено по формуле:

d= р _п *1000/(R _п * (273+Т)), кг/м³ (1)

где р _п – парциальное давление водяного пара, Па; R _п = 461,52 – газовая постоянная водяного пара, Дж/(кг*К); Т – температура,ºС.

Парциальное давление водяного пара р _п изменяется с изменением температуры. Причем для каждого значения температуры Т существует максимально возможное значение давления водяного пара р=р_н=р₀, которое получило название давления насыщенного водяного пара.

Величины р _п и р_н связаны между собой зависимостью:

р _п = φ * р_н, (2)

где φ – относительная влажность воздуха, %.

Значения парциального давления насыщенного водяного пара р_н в зависимости от температуры являются табличными данными, но могут быть и рассчитаны по формуле:

р_н = exp ((16,57T-115,2)/(233,77-0,997T)), кПа (3)

где Т – температура,ºС.

Температура Т=Т_р=40ºС является точкой росы для воздуха, содержащего 50 г паров воды в каждом своем кубическом метре. Другими словами, воздух, содержащий это количество паров воды при этой температуре, становится насыщенным. При этой температуре разрозненные молекулы воды начинают объединяться в капли. Невидимый глазу пар становится видимым сначала в виде тумана (аэрозолей с размером капель воды до 100 мкм), а затем и в виде росы (капель воды более крупного размера).

По сути, зависимость d₀=f (T) представляет собой зависимость точек росы воздуха для различных концентраций водяного пара. Вспомним, что точкой росы называется температура Т_рºС, при которой выпадает конденсат из воздуха заданной влажности d₀ г/м³.

Значения максимальных концентраций газообразных паров воды в воздухе d₀ для различных температур Т (зависимость d₀=f (T), см.Рис.1) приведены в табл.1.

Таблица 1

Приступим к рассмотрению понятия «легкого пара».

Вдыхаемый влажный воздух заданной температуры, содержащий некоторое количество водяного пара, может по-разному восприниматься человеком. В одном случае дышится легко и хочется вдыхать воздух полной грудью. В другом случае вдыхаемый воздух вызывает раздражение дыхательных путей (носоглотку, трахеи, бронхи) и заставляет делать вдохи неглубокими. В одном случае влажный воздух сушит и обжигает кожные покровы человека, а в другом случае человек чувствует влажное мягкое обволакивающее тепло.

Испаряя на каменке воду, мы переводим ее в газообразное состояние и повышаем не только влажность, а также температуру и теплосодержание воздуха в парной. Таким образом, состояние влажного воздуха в парной характеризуется тремя термодинамическими параметрами: температурой Т (ºС), влажностью d (г/м³) и теплосодержанием I (кДж/м³).

Под теплосодержанием (энтальпией) влажного воздуха будем понимать количество тепловой энергии, содержащейся в 1м³ объема воздушного пространства парной.

В процессе прогрева человека в определенный момент времени включается механизм биологического внутреннего термостатирования. Данный механизм не позволяет перегреваться внутренним органам человека и поддерживает их температуру на требуемом уровне.

Действие этого биологически заложенного в каждом из нас механизма проявляется в виде потоотделения.

Для испарения пота во внешнюю среду организму требуется затрата определенного количества энергии. И эту энергию организм черпает из того дополнительного тепла, которое он потребил из внешней среды, находясь в ней (например, пребывая в парной).

В процессе парения человек очищает свое тело за счет мытья в горячем конденсате водяных паров, которые осаждаются на его коже при переходе находящегося в воздухе перегретого водяного пара сначала в состояние насыщения, а потом и в жидкую фазу.

И на каждом из этих этапов человек стремится создать для себя такие условия, которые были бы для него наиболее комфортными.

Возникает вопрос: «Так какой же пар считать при этом «легким»»?

Для того чтобы ответить на этот вопрос внесем ясность в то, что мы будем понимать под «легкостью» пара.

Под «легкостью» пара для дыхательных путей человека мы будем понимать такую его концентрацию в воздухе при заданной температуре, при которой вдыхаемый воздух не будет их раздражать, обжигать, пересушивать, либо, наоборот, вызывать образование в них водяного конденсата. К слову, конденсация паров воды в легких вызываеть у человека состояние удушья, что воспринимается им как нехватка кислорода. При вдыхании «легкого пара» человек чувствует лишь мягкий комфортный прогрев носоглотки и легких.

Носоглотка человека всегда находится во влажном состоянии. Выдыхаемый человеком из легких воздух полностью влагонасыщен d=d₀ и содержит концентрацию водяных паров около 50 г/м³, что соответствует плотности насыщенного пара d₀ при температуре Т=40ºС (

температура внутренних органов человека).

А вот вдыхаемый влажный воздух с температурами выше Т>40ºС и с концентрациями водяного пара более d>50 г/м³ в одних случаях может восприниматься как «легкий», который можно вдыхать без особого раздражения органов дыхания, а в других случаях вдыхаемый воздух будет их сильно раздражать и обжигать. В этих случаях такой воздух, условно, можно назвать «тяжелым» паром.

Само собой разумеется, что при концентрации паров воды во вдыхаемом воздухе превышающих значение 50 г/м³ всегда (чуть раньше, чуть позже) будет наблюдаться их конденсация в дыхательных путях человека. В этих случаях даже «легкий» пар со временем будет приводить к перегреву легких и начнет восприниматься как «тяжелый». К тому же при вдыхании такого воздуха при определенных условиях в легких может наблюдаться конденсация паров воды в виде аэрозоля (мельчайших капелек воды).

И здесь для получения количественных оценок параметров паровоздушной атмосферы парной нам необходимо будет обратиться к комплексному учету всех трех ранее упомянутых ее параметров — температуры, влажности и теплосодержания воздуха.

«Легкость» переносимости влажного воздуха (пара) кожей человека («легкий пар» по отношению к коже), также будет определяться комплексом этих параметров.

Наша задача определиться с областями значений этих параметров, дающих ощущение комфорта и «легкости» находящемуся в парной человеку.

Впервые на важность учета в процессе получения «легкого пара» такого параметра как теплосодержания (энтальпии) влажного воздуха I, кДж/м³ и его воздействия на человека обратил внимание Виктор Валентинович Маслов – известный своей разработкой так называемой «Русской Бани Маслова».

Напомним, что теплосодержанием (энтальпией) влажного воздуха I называется количество тепла, которое содержится в объеме влажного воздуха, сухая часть которого (не содержащая паров воды) весит 1 кг. Иначе говоря, это количество теплоты, которое необходимо для нагревания от нуля до данной температуры такого количества воздуха, сухая часть которого равна 1 кг.

Однако по ряду причин эта работа не была доведена до своего логического завершения.

В.В.Маслов разработал диаграмму «Режимы русской бани» (см.Рис.2), на которой попытался отобразить область значений параметров Т, d и J, характерных для режимов предварительного прогрева и режима пропарки вениками в процессе принятия банных процедур в классической паровой русской бане.

Но увязки обозначенных на диаграмме областей значений параметров Т, d и J с понятием «легкого пара» не было сделано, вывода, что же такое «легкий» и «тяжелый» пар, не прозвучало, и область параметров Т, d и J, соответствующая режимам «легкого пара», в конечном итоге, не была определена.

Рис.2

Попробуем восполнить эти «пробелы». Но сначала для облегчения понимания сути данной проблемы разберемся с тем, что же показывает данная диаграмма.

Взглянем на Рис.2.

Здесь показаны зависимости относительной влажности воздуха φ,% от его температуры tºС при различных значениях абсолютной влажности воздуха (которая в данном случае обозначена буквой а, г/м³) и уровня теплового воздействия этого воздуха на человека J,кДж/м³.

Кривые, у которых стоят числа 10,30,50,65,80 и 100 г/м³, изображают зависимости φ=f (t) при соответствующих постоянных значениях абсолютной влажности воздуха а=const, г/м³.

Кривая φ=f (t) при а=50 г/м³, выделенная голубым цветом, является «хомотермальной кривой». Понятие «хомотермальной кривой» было введено в оборот Ю.М.Хошевым. Ее физический смысл ранее уже рассматривался нами в статье «Какая она – русская баня?» Часть 3 .

Кривые, у которых стоят числа 8,24,48,80,130,200,350 кДж/м³ изображают зависимости относительной влажности воздуха от его температуры φ=f (t) при соответствующих значениях уровня теплового воздействия влажного воздуха на человека при J=const, кДж/м³.

Точкой отсчета теплового воздействия влажного воздуха на человека в бане автором была взята температура тела человека, равная 37ºС. Максимально возможная абсолютная влажность воздуха при этой температуре составляет 43,9 г/м³ (см.Табл.1 выше).

Числа 40, 42, 45, 50, 54 сверху Диаграммы обозначают точки росы t_р,ºС для влажного воздуха с абсолютной влажностью а, равной 50, 55, 65, 80, 100 г/м³, соответственно.

Из Диаграммы видно, что при какой-либо заданной температуре (например, t=53ºС=const) величина теплового воздействия на человека зависит от величины абсолютного количества водяных паров, находящихся в воздухе. Для нашего примера воздух с абсолютной влажностью а=50г/м³ будет оказывать на человека тепловое воздействие в размере 48 кДж. Но, испарив в кубометре воздуха дополнительно 30 г воды (а=80 г/м³), мы получим тепловое воздействие уже в размере 150 кДж.

Или же, задаваясь каким-либо значением параметров t,ºС, φ,%, и нанеся их на Диаграмму, можно определить соответствующие им значения параметров а,г/м³ и J,кДж/м³.

Что нам дают изолинии J=const, кДж/м³ в сетке координат φ=f (t). Изолинии J=const, кДж/м³, названные В.Масловым изожарами, показывают, что одно и то же тепловое воздействие нагретого влажного воздуха на человека можно получить при разной температуре этого воздуха. Но получаемые ощущения будут различными. И зависеть они будут от количества содержащейся в воздухе влаги.

Так, условно, передвигаясь вдоль какой-либо изожары (например, J=80, кДж/м³), человек будет испытывать одинаковый уровень теплового воздействия на свою кожу и при t=83ºC и при t=45ºC. Только в одном из этих случаев это будет суховоздушная сауна, а в другом случае — влажная парилка с относительной влажностью воздуха φ=100% (хаммам).

В одном случае человек будет вдыхать полностью насыщенный парами воды воздух. Концентрация газообразной воды в воздухе при этом будет составлять величину порядка 65 г/м³. Носоглотка будет увлажняться, с образованием конденсата в дыхательном тракте. На коже будет осаждаться конденсат воды с температурой 45ºC. Человек будет воспринимать этот уровень тепла, как будто его опустили в ванну с водой, нагретой до 45ºC.

В другом случае воздух будет сухой (φ=10%, t=83ºC) и будет сушить носоглотку. Кожа также будет оставаться сухой. Хотя выделяемый организмом пот и будет продолжать выделяться, но видим не будет за счет очень быстрого своего испарения. Конденсат же паров воды из воздуха осаждаться на кожу не будет. Абсолютная влажность воздуха в этом случае будет составлять величину порядка 30 г/м³.

Каждый любитель бани может самостоятельно проанализировать какие режимы ему ближе и комфортнее. Мы же постараемся определиться с режимами классической русской паровой бани и увязать их с понятием «легкого пара».

Как уже отмечалось, метеообстановка в бане определяется значениями трех термодинамических параметров: температуры tºC, влажности d (или а),г/м³ и теплосодержания I,кДж/кг воздуха. Лучистую и конвективную составляющие теплопереноса пока не будем учитывать.

В нижеприведенной рассчитанной мною таблице 2 приводятся значения теплосодержания влажного воздуха I,кДж/кг в зависимости от его температуры Тс,ºC и абсолютной влажности а,г/м³. Причем в соответствие данным величинам теплосодержания воздуха для данной температуры, определяемой по «сухому» термометру, поставлены показания температуры «влажного» термометра Твл,ºC и соответствующая относительная влажность воздуха φ,%.

Таблица 2

Показания «сухого» термометра Тс,ºС

Источник