Паровые ощущения или парадигма банных удовольствий

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Замечено, что при проведении пропарок в так называемом режиме с ЛП, веники не сохнут, но и не мокнут. Они на всем протяжении времени пропарки имеют оптимальную влажность. То есть они остаются не тяжелыми, ими легко парить не уставая, как с тяжелыми, вымокающими от конденсата, снимаемого с тела вениками. Также не требуется дополнительное смачивание при пропарках. Под вениками на коже человека, которого парят, особенно на спине, совсем становится не видно мокроты от конденсата, она на вид почти сухая, хотя рядом же, на руках, видно много капель пота или конденсата.

Отметим здесь также, что такой режим получается, если в парной ОВ находится в пределах от 40% до 60%. При этом совсем не важно какова Твв и Абсолютная Влажность (АВ). Именно процентное отношение или степень наполнения/насыщения воздуха в парной влагой при данной Твв, и только оно, определяет сухость или же излишнюю мокроту веников. Понятно, что такой диапазон ОВ это усредненные величины по высоте парной. В «пироге» пара ОВ может быть и меньше, если пар из печи сильно перегрет, а у полока может быть и более высокая ОВ, поскольку ВВ при его опускании на тело остывает, что повышает его ОВ.

Для примера интересно рассмотреть и проанализировать следующую фотографию, снятую после проведения пропарки человека в парной с дизельной печкой.



На этом графике видно два пика поддач пара - синяя кривая датчик в «пироге». Температура ВВ в «пироге» сразу после поддач зашкаливает за 100°С.

Но как только берем веники в руки и начинаем парить, то происходит интенсивное перемешивание ВВ. Под потолком температура начинает падать, а в районе полока расти. Видно, что в районе полока (зеленая линия) температура поднимается от исходной 50-55°С до 65°С, и по мере расходования «пирога» начинает немного падать. Следует вторая поддача – и сразу парение. Температура у полока становится чуть выше 65°С и стабильнее режим.

Также обратим внимание, что в этой парной на уровне 1,5-1,7м от пола был установлен другой совмещенный датчик Твв и ОВ. Его цифровые показания в момент фотографирования этого графика: Твв=66,4°С; ОВ=29%. Нам это в дальнейшем потребуется.

Продолжение следует…

 

Для более понятного и наглядного объяснения режимов микроклимата в парной при парениях с ЛП, однозначно определяемых двумя параметрами Твв и ОВ, мы отобразим эти процессы на Банно-паровой диаграмме, описание которой мною было приведено здесь:
http://forumbani.ru/topic/2462-legkij-par-po-az-ili-kakimi-mogut-byt-pirozhki/?p=124963

Поскольку мы определили, что в режимах парения с ЛП, ОВ должна находиться в пределах от 40% до 60%, то отобразим на диаграмме эту область желтым полем. Эта та область, в корой мы будем искать режимы, характерные для ЛП.



Также отметим, что, поскольку на поверхности тела человека, находящегося в парной, почти всегда присутствует влага (выпот и конденсат), то этому состоянию приграничного к телу слоя ВВ в различных температурных режимах парения соответствует на диаграмме синяя кривая, на которой ОВ = 100%.

Примем условно по Хошеву, что исходная точка (0) при начале парения с вениками соответствует температуре кожи (Ттела) = 40°С при 100% ОВ, то есть лежит на хомотерме (точка 0). Если при этом в парной при поддачах воды в каменку будет создан режим точки (1) (режим полока), то без воздействия принудительных воздушных потоков ВВ на тело (статический режим без обдува) ВВ возле тела будет медленно остывать до температуры точки росы Ттр=45°С, а затем образующийся конденсат будет остывать до температуры Ттела=40°С.

Но если же мы станем в этом режиме интенсивно обдувать тело потоками ВВ, то Ттела немного поднимется, допустим до точки (1а) на кривой 100% ОВ. При этом телу будет передана теплота, связанная с остыванием ВВ до точки росы, плюс теплота конденсации и плюс теплота остывания конденсата до точки (1а) температуры тела.

Очевидно, что на результирующую температуру поверхности тела в точке (1а) влияет как скорость обдува тела потоком ВВ, так и теплопроводность или величина отвода тепла в глубь тела. Если бы вместо тела человека мы разместили массивную медную болванку/статую с исходной температурой 40°С, то такое тело практически не изменит своей температуры, а вот сухая и не теплоемкая ватка сразу прогреется до Твв. Но поскольку тело человека не обладает такой большой теплопроводностью как медь, то температура на поверхности (коже) будет выше исходной, и будет зависеть как от скорости потока ВВ при обдуве вениками, так и от охлаждения кожи током крови по капиллярам к внутренним органам, о чем высказался @Planerik.

Продолжение следует…

 

Для упрощения следующих рассуждений примем, что теплоусвояемость тела человека, то есть величина теплового потока в тело человека, не зависит от температуры на поверхности (коже), то есть определяется не столько теплопроводностью тканей, а в основном током крови по капиллярам от кожных покровов в глубь организма. И примем условно, что при некоем постоянном, характерном для парений, воздушном потоке ВВ эта величина теплоусвоения тела человека равна 30 кДж/м3. Это соответствует на диаграмме разности Жарасодержаний между точками (1) и (1а). Таким образом, при парении в режиме (1), характерном для жаркого Хамама, при котором Твв=50°С и ОВ=80%, тело человека получает всего 5 кДж/м3 (от каждого кубометра ВВ) кондуктивного тепла и 25 кДж/м3 тепла конденсационного (теплоты фазового перехода и тепла остывания конденсата). То есть такой режим называется режимом преимущественно конденсационного парения. В этом режиме на теле образуется много конденсата, веники впитывают этот конденсат и становятся тяжелыми, при этом они нагреваются до Твв=50°С и более в пироге пара, и при касании тела вместе с обильным конденсатом ошпаривают кожу.

Теперь рассмотрим режим парения в русской парной, оборудованной массивной кирпичной печью «по черному» с раскаленными до красна камнями.

При поддачах воды на раскаленные камни, расположенные в горниле печи, образующийся пар вместе с раскаленным воздухом горнила вырывается из печи и устремляется под потолок, поскольку обладает меньшей плотностью, чем ВВ в парной. По пути он смешивается с воздухом парной и образует под потолком так называемый «пирог пара» определенной высоты, как правило от 30см до 60см. Этот «пирог пара» с высокой абсолютной влажностью неустойчивый, постепенно (3-5 минут) происходит его «опускание», то есть происходит естественная диффузия паров воды с выравниванием по всему объему парной парциального давления паров воды. Температура ВВ в «пироге» падает, а возле полока нарастает. Если же мы берем веники в руки и начинаем парить, то происходит интенсивное перемешивание ВВ, под потолком температура начинает падать, а в районе полока расти, приближаясь к некоей усредненной.

Практические измерения параметров микроклимата в парной показали, что, если камни в печи раскалены до красна, то при этом получается сильно перегретый пар, который смешиваясь с воздухом парной буквально сразу после поддач, образует припотолочный «пирог» Влажного Воздуха. При этом в «пироге» получаются примерно следующие параметры: Твв = 80-90°С, а ОВ = 20-40%. На диаграмме отметим эти точки (3) или (4) в зависимости от степени перегретости пара и его количества.

Соединим эти точки красной линией с исходной точкой (0). Как видим, между точками (2) и (3) эта линия пересекает желтую область, в которой ОВ соответствует режиму парений с ЛП. Точка (2) оказалась как раз на пересечении кривых с Твв=60°С и ОВ=60%. Этот режим характерен для большинства парных в русских банях, и его часто любители бань приводят в качестве наиболее любимого 60/60. В этом режиме при обдуве тела человека сначала происходит остывание ВВ до точки росы Ттр=49°С с передачей кондукционного /сухого/ тепла, а затем происходит конденсация влаги с ее охлаждением до точки (2а). В результате человек получает «сухого» (кондукционного) и «мокрого» (конденсационного) тепла примерно в одинаковых пропорциях 15+15 кДж/м3. При этом кожа человека в этом режиме разогревается примерно до Ткожи = 47-48°С. Кроме того, в этом режиме веники уже не такие мокрые и не слишком тяжелые, но все-таки в меру влажные за счет небольшого конденсата, снимаемого ими с кожи. При нахождении во время парения в «пироге» они прогреваются до Твв=60°С и выше, а затем при касании тела дополнительно передают свое тепло и разогревают поверхность тела (кожу). Ощущения от касания вениками кожи уже совершенно другие, чем при конденсационном парении.

Продолжение следует…

 

Теперь рассмотрим другую крайнюю точку, лежащую одновременно на красной линии и на желтом поле, точку (3). Как мы ранее условились для упрощения рассуждений, что теплоусвоение телом человека в разных режимах почти одинаково и составляет примерно 30 кДж/м3. Больше тепла тело усвоить не может, поэтому его кожа разогревается потоком ВВ выше исходной. Для примера: сухая ватка имеет ничтожную теплоемкость и нулевое теплоусвоение, поэтому сразу же разогреется до Твв.

В этом режиме парения при остывании потока ВВ из точки (3) до точки росы, в которой Ттр=53°С, теплота в размере 30 кДж/м3 передается телу только в виде «сухого» кондукционного тепла. При этом температура поверхности тела поднимается до точки (3а), то есть кожа в этом режиме разогревается до 53°С. Режиму парения в точке (3) соответствуют следующие параметры ВВ: Твв = 75°С при ОВвв=40%. Этот граничный режим ощущается как жаркий, хорошо прогревающий, не шпаркий и не кусачий. Конденсата на коже в этом режиме нет, поэтому веники имеют естественную влажность, не сохнут и не мокнут, остаются легкими и пушистыми. Но при этом и тепла при касании тела они отдают меньше, чем при конденсационных режимах. Стоит, однако обратить внимание, что в этом режиме Абсолютная влажность ВВ выше, чем в предыдущем с частичной конденсацией влаги при парении. Ощущения от касания вениками кожи также отличаются от предыдущих. Веники почти сухие, не теплоемкие, поэтому передают свое тепло как бы опахивая сильным жаром, не щипая и не кусая. По телу рассыпаются «иголочки». Это граничный режим для ЛП, стоит только чуть переборщить с жаросодержанием, как появится кусачесть пара, вызванная резким подскоком Ткожи при полном испарении с нее влаги (пота).

Продолжение следует…

 

И теперь рассмотрим еще один интересный режим в точке (4). В этом режиме с параметрами Твв=95°С и ОВ=25%, поток жаркого ВВ разогревает поверхность тела до точки (4а), отдавая телу положенные 30 кДж\м3 тепла. А поскольку, с одной стороны, тело больше усвоить теплоты не может, а с другой стороны, в столь сухом воздухе при ОВ=25% происходит полное испарение влаги с кожи (выпота), то температура поверхности (кожи) сразу подскакивает и разогревается до Ткожи=67°С. Здесь вся теплота передается телу исключительно кондукционно, то есть «сухим» обжигающим, саунным жаром, с ощущениями ожога кожи при обдуве потоком ВВ. Как говорят «острый» или «кусачий» пар. И это несмотря на то, что в этом, по сути суховоздушном режиме прогрева тела, без конденсации влаги на теле, Абсолютная Влажность ВВ значительно выше, чем в предыдущих режимах, в том числе конденсационных и шпарких при меньшей Твв. Кожа человека в этом режиме разогревается выше точки росы ВВ, поэтому конденсации влаги из воздуха на теле не будет. Веники в этом режиме будут быстро сохнуть, поэтому будут мало передавать тепла от собственно самих веников при касании тела. Обжигать кожу человека будет только нагнетаемый «каленый» жаркий воздух.

(Здесь есть противоречие с теорией Хошева – этот режим на диаграмме Хошева лежит значительно выше Хомотермы по влажности, и при этом он фактически суховоздушный, но правда при условии, что это не статический саунный режим, а режим с интенсивным обдувом тела человека вениками. В статическом (саунном) режиме температура кожи человека практически не поднимается и остается равной ~40°С за счет испарения пота. Только при обдуве тела происходит полное испарение пота, и следствием является резкое повышение Ткожи выше точки росы. Таким образом можно сделать вывод о том, что большое влияние на режим парения с ЛП оказывает также скорость работы вениками).

 

Исходя из представленных выше соображений о природе ЛП, я считаю, что режим, при котором можно говорить об ЛП в парной, находится где-то между точками (2) и (3), то есть примерно с такими параметрами: Твв = 65-70°С, а ОВ = около 50%.

Такой режим с ЛП можно получить в парной не только с массивной кирпичной печью и раскаленными в ней до бела камнями. Для этого как вариант можно изготовить деревянную, не теплоемкую парную, и смонтировать в ней подогреваемые до 100°С потолочные ИК-панели. Это будет аналог стенки кирпичной печи, излучающей «мягкое» ИКИ, но только расположенной на потолке. И желательно установить такие же ИК-панели на верх стен для поддержания температуры ВВ в «пироге». Также можно установить в парной электрический парогенератор – простой испаритель/кипятильник, типа чайника, при этом на горловину выхода пара установить пароперегреватель.

Расчеты показывают, а моя практика подтверждает, что для перехода из исходного длительного суховоздушного режима комфортного предварительного прогрева в «море мягкого» ИКИ с Твв в районе полока 45-55С в режим парения с ЛП потребуется всего лишь перегревать порции пара до температуры пара, равной примерно 800°С. При этом сам ТЭН или спираль пароперегревателя должна быть разогрета хотя бы до 900°С. В принципе здесь ничего нереализуемого нет, но при такой высокой температуре на поверхности ТЭНа пароперегревателя резко падает его надежность и срок службы. Поэтому для долговечности ТЭНа вполне можно ограничиться температурой на ТЭНе не выше 400-500°С. Но тогда нужно будет одновременно с перегретым до ~300-400°С паром нагревать воздух в парной обычным высокотемпературным ФЕНом, можно даже и промышленным (принудительная конвекция). Такая идея у меня и была реализована в парной «Катюша», в которой Сергей @Prison вместе с банным гуру ПН2 @pn2 в качестве подопытного, отлично чувствующим разные вкусы пара, проводили свои эксперименты. Придет весна-краса, и тогда эти эксперименты можно будет продолжить. Желающих найти вместе с нами и прочувствовать неуловимый режим ЛПАЗ прошу не стесняться и присоединяться.

 

Виктор, привет. Спасибо за столь подробный разбор!
Что касается ЛПАЗ, то все же считаю с учётом замеров Захарыча, это режимы от 80 градусов, поэтому они и труднодостижимы в обычных металлических печах без мощной конвекции, если стартовать от 60 градусов на полке, чтобы при этом и ИК не доставляло дискомфорт, да и полки не обжигали.
Именно поэтому Захарыч и не достигал их в обычных МЕ печах, так как поднимал температуру только паром, и соответственно критическая влажность наступала раньше, чем требуемая температура. Если бы он добавлял сюда ещё горячий воздух, было бы лучше. Когда он у себя поддает мелкими порциями, это лишь увеличивает время выхода раскаленного воздуха из каменки, и при этом влажность не успевает набрать критических значений раньше, чем температура поднимется до нужных значений.
Кстати у каждого может быть свой ЛПАЗ по параметрам, так как люди разные. К примеру у Захарыча это температура от 80, у другого те же ощущения могут наступать чуть ранее.
Иными словами ЛПАЗ - это определенное сочетание жара и пара или кондукции и конденсации, которое нравится Захарычу)
Кстати, кому-то это может и не понравится.
Планирую у нему поездку. Если все будет гуд, сделаю замеры, определю координаты ЛПАЗ, и тогда можно будет его воспроизводить)

 

Теория с практикой не бьется. Все таки, какая должна быть температура в районе полка, Твв = 65-70°С или 45-55С (как у вас в парной)?

На основании чего определено, что при ЛП ОВ должна находиться в пределах от 40% до 60%?
Мои эксперименты дают немного другие цифры. Твв = 55-65°С, а ОВ должна находиться в пределах от 50% до 78%, в диапазоне между точкой 1 и точкой между точками 2 и 3.

 

Пожалуй не соглашусь с тобой про "труднодостижимую конвекцию" у металлических печей. У них наоборот очень мощная высокотемпературная конвекция. С ней борются, чтобы парная не сваливалась в Суховоздушку Саунную, в которой на полок без Рамунасовского "поджопника" сесть не возможно. И натрубные увлажнители всякие придумывают, дабы избежать потери пара. Также и @KalinaS для увлажнения своей парной вынужден был сделать индукционный парогенератор, а потом его автоматизировал.
Другой путь избежать режима суховоздушки - появились печи-термосы типа Рондо с управляемой конвекцией. Но там другая беда появилась - при перекрытой крышке отключается нагрев, камни теряют температуру, поэтому не хватает жаркого пара с камней.
В моей керамической парной нельзя в постоянном режиме греть воздух конвекцией свыше 50*С, иначе на каменный полок не сядешь. Да и смысла в этом совсем нет. При необходимости греть воздух конвекцией можно только на время проведения парений. Керамическая парная герметична и прекрасно держит пар.
Вот слова самого Захарыча
"….Ну ладно, возьмем баню Маслова, там вокруг керамика и пар точно никуда не уходит. И что? Опять суковоздушка? А на самом деле там точно такой же легкий пар….."

Все верно - как сочетание соли и перца в мясном бульоне. Чтобы получить нужный вкус, который у всех может сильно отличаться, нужна большая практика и опыт управления режимом конкретной парной.
У меня в парной при поддачах ВВ в пироге выше, чем 80*С, много зависит от температуры потолка.
И этим высокотемпературным ВВ мы парим лежащего на полоке человека, опуская пар вениками. Человек на полоке ощущает волны этого ЛП, и также чувствует собственно тепло от разогретых веников, особенно при припарках.
Вот еще слова Захарыча
"…. На следующий день я снова приготовил баню - все детали из нержи в черной каменке сияли, как малиновые ягодки. Надо заметить, что Илья парильщик от бога. Наверное, парильщик должен быть рослым с длинными руками. Тогда ему легче манипулировать вениками.
Во всяким случае у Ильи это получается лучше, чем у меня. Потом я его попарил и спросил, как парок. Отличный пар - ответил Илья - прямо, как у Маслова! Что? - спрашиваю я немного оторопев - точно такого качества? Да, отвечает, качество такое же, просто у тебя объемы другие, у тебя его выше крыши, а так пар точно такой же. Еще я заметил, что Илья не бросает воду на поверхность, как это делаю я, а те же 50 грамм льет из ковшика вглубь (как Зиби), хлопок получается повнушительней."

 

Я же не говорю, что она труднодостижимы. Просто ее душат, и не используют после того, как набрали температуру

 

Исходная в районе полока в русской парной бане всегда было 45-55*С!
Когда парятся с вениками, поддают пару-жару и парятся этим жаром-паром, какой для себя любимого приготовят. Опускают его с потолка на тело. А какая температура у него при касании тела - все по пожеланию и по настроению. (Честно скажу - ты как Рамунас, уже достал меня со своими 45-55*С на полоке, как в хамаме). Не буду на твои вопросы больше отвечать. Все классики пишут, что в русской традиционной парной бане исходная Т на полоке примерно 50*С. Кто любит больше, тот ее и готовит под себя жарче. Если нет желания париться с вениками или лень убираться после, то можно и до Саунной суховоздушки раскочегарить.

 

50 в исходном режиме (до начала поддач) и 70 в режиме парения (50 и 70 условно, может быть например 45 и 65, или 55 и 80). Т. е. метод получения ЛПАЗ обязательно двухрежимный.
Если пытаться получить такие ощущения (именно ЛПАЗ) в одном статичном режиме, например изначально нагреть парную до 70, то ИКИ от стен, разогретых до 70, даст слишком сильный вклад в нагрев тела и убьёт, таким образом, все выкладки на вышеприведённой id-диаграмме, где это ИКИ не учитывалось.

 

Интересен ещё такой вопрос.
1. Почему приняли величину теплоотвода тепла кровью за константу (30 кДж/м3), не зависящую от температуры кожи?
2. В точке 3 ("жаркий" режим) температура кожи на несколько градусов выше, чем в точке 2 или 1 ("паровой" режим). Если не принимать во внимание разность ощущений и удовольствия, получаемых от парения, а рассматривать только реакцию организма с точки зрения здоровья и полезности, то чем полезнее или вреднее может оказаться точка 3 (режим ЛПАЗ)?
Например, более высокая температура кожи стимулирует более интенсивный кровоток через капилляры, или задействуются какие-нибудь дополнительные запасы крови, находящейся в резерве, или ещё чего-нибудь? Ведь несколько градусов - это большая разница, тем более в таком критическом режиме, когда Ткожи больше 50 градусов.

 

Я бы добавил следующее. Температура на уровне полка, потолка и прочее, это начальные условия, которые будут влиять на получения искомых параметров. Не имеет значения, как мы придем к тому, что хотим и как мы это сможем удержать, если мы к этому придем, и это сможем удержать в нужных кондициях, НО. очевидно, что, если температура тела полке будет 30, то поднять до 80 будет крайне тяжело, или наоборот, если будет на полке 80, то большая вероятность, что ПВС ускачет выше требуемых значений.
Что касается ИК, это же тоже влияет на конечные параметры ПВС. Ощущения пока опускаю от ИК во время парения, но для себя отмечаю дискомфорт от лежания на перегретых поверхностях, но можно окатить холодной водой

 

По поводу здоровья и полезности - это очень интересная и обширная тема. было бы хорошо найти ответы на эти вопросы. Помнится, была даже отдельная тема вообще о полезности и вредности бани в принципе. И мнения расходились