WarmFires.ru

Рис. 185. График для определения возможности выделения тумана при смешении водяного пара с воздухом. Кривая А - зависимость плотности насыщенного пара от температуры. Обсуждаемые метеоточки: 1 - пар (1 атм, 100°С), 2 -пар (1 атм, 160°С); 3 - пар (1 атм, 200°С); 4 - воздух (насыщенный водой при 30°С); 5 - воздух (сухой с относительной влажностью 50%, 40°С); 6 - воздух (с абсолютной влажностью 0,3 кг/м3 при температуре 120°С); 7 - воздух (с абсолютной влажностью 0,15 кг/м3 при температуре 100°С). Пояснения в тексте.

Рис. 186. Парообразование в раскалённой фильтрующей каменке футерованной кирпичной печи: 1 - подкидывание воды (поддача), 2 - поток водяного пара перегретого, 3 - брызги воды (кипятка), 4 - подсветка лазерной указкой для наблюдения пыли (в том числе водяной).

Ныне в погоне за экстремальным паром иногда нагревают каменки в футерованных кирпичных печах вплоть до 1000°С (рис. 186). При подкидывании воды 1 на докрасна раскалённые камни происходит хлопок: это вода под напором пара отскакивает от камней и разбрызгивается на мелкие капли (рис. 170). Большая часть капель попадает на стенки и свод каменкии испаряется, давая прозрачный пар 2, вырывающийся под напором из каменки. Но часть брызг не успевает испариться и в виде мелких капель воды 3 выходит из каменки с потоком пара. Хлопки, представляющие собой аэродинамические удары, всегда сопровождаются выбросом капель воды: этот эффект был назван А. Разорёновым неполной «диссоциацией» пара (хотя в физике под диссоциацией понимают не испарение воды, а распад молекул). Вместе с брызгами воды из каменки под действием хлопка вылетают и частицы пепла, а также остаточные количества не полностью выжженой сажи. Наличие в струе пара 2 брызг, пепла и тумана можно наблюдать по рассеянию красного луча лазерной указки 4 (полупроводникового миниатюрного лазера) или в луче света от мощной лампы (рис. 170).

Преодолеть путаницу с популярными ныне терминами типа «сырость пара» (В.Чернышев, Баня. Толковый словарь, М.: Дашков и К, 2005 г.), «диссоциация пара» (А.Разоренов) и «дисперсия пара» (А.Ферингер) можно лишь, осознав разницу понятия «воды» (не имеющей теплоты конденсации, но способной существовать в виде брызг и тумана) и понятия«пара воды» (имеющего теплоту конденсации, существующего только в виде прозрачного газа). При поддачах в объеме бани действительно образуется смесь брызг, тумана (аэрозоля) и пара воды.Брызги воды и пыль (пепел и сажа) постепенно оседают на пол, и воздух в парилке становится чище. Если баня горячая, то часть брызг успевает испариться, тем самым охлаждая воздух в бане. Численные оценки показывают, что воздух охлаждаясь со 150°С до 50°С, способен испарить до 0,03 кг/м3 воды (0,03 кг брызг в 1 м3 исходного воздуха). Это объясняет иногда наблюдающийся в банях с закрытой каменкой феномен снижения температуры воздуха при поддачах. Ещё большее снижение температуры воздуха наблюдается при поддачах на открытые каменки сухих саун, когда снижение температуры воздуха обусловлено также и резким охлаждением каменки, дававшей заметный вклад в нагрев воздуха.

Напомним, что использование для поддач минерализованной воды способно серьёзно запылять воздух в парилке. Так, обычная питьевая вода содержит 0,1-0,5 г/л солей (сухого остатка). Если эти соли не остаются на камнях в виде накипи при относительно спокойном кипении воды, а вылетают при хлопках в объём бани, то при увлажнении воздуха в бане до хомотермального уровня 0,05 кг/м3 запылённость может достичь 5-25 мг/м3 (а при паровых режимах ещё в 2-4 раза выше) при официальных значениях предельно допустимых концентраций солей в воздухе рабочей зоны 5-10 мг/м3. Поэтому при использовании раскалённых каменок желательно использовать дистиллированную воду. Отметим попутно, что брызги воды могут образовываться и при интенсивном кипении (с бурлением) воды, например, как в котлах паровозов.