Парение методом поддач

Если в бане тепло (например, если печь имеет чугунный настил или стены уже прогрелись от поддач), то горячий влажный воздух, пригодный для парения, можно приготовить и на уровне полка. Человек при этом сидит (или лежит) на полке, подбрасывает воду в каменку, разгоняет пар веником и, почувствовав, что кожу начинает покалывать от горячей росы, может похлопывать себя веником. Такая процедура характерна и для современных саун при поддачах.

Пар, вырывающийся из дверцы закрытой каменки, имеет форму невидимой глазом струи, которая затем смешивается с воздухом в бане. Начальная абсолютная влажность в струе 0,58 кг/м³ означает, что пар при выходе из каменки вначале способен сконденсироваться в бане на всём, что имеет температуру ниже 100 °C. Несмотря на малую продолжительность воздействия, паровая струя обычно ошпаривает человека, если он попадает непосредственно в зону её распространения. Поэтому любитель бань крайне внимательно выбирает количество воды для поддач и местоположение своего тела относительно ожидаемой траектории движения струи пара.

Так, подав 0,5 кг горячей воды в каменку с массой 50 кг с температурой 400 °C, получаем (в зависимости от конструкции каменки) от 1 м³ пара при температуре 100 °C до 2 м³ пара при температуре 400 °C с влагосодержанием (абсолютной влажностью) от 0,58 кг/м³ до 0,3 кг/м³. При мощности каменки (по получению пара) на уровне 600–800 кВт испарение порции воды 0,5 кг происходит за 2–3 сек (хлопком). Образовавшаяся струя прозрачного пара объёмом 1–2 м³ поднимается преимущественно вверх и, смешиваясь с воздухом, достигает потолка. В бане объёмом 10 м³ человек может уклониться от непосредственного контакта со струёй, но в целях безопасности чаще всего поддают более мелкими порциями. Причём каждый раз струю обмахивают веником (опахалом, полотенцем, простынёй), чтобы она быстрее перемешалась со всем воздухом в бане. Эта операция перемешивания называется «разгоном пара». Можно направить струю с помощью веника вниз к полу («посадить на пол»), при этом почти наверняка весь пар сконденсируется на полу, подогрев его.

Если удачно «разогнать пар» равномерно по всему объёму бани, то при исходной абсолютной влажности воздуха в бане, например, 0,03 кг/м³ получим в объёме бани конечную абсолютную влажность воздуха порядка 0,08 кг/м³, что соответствует точке росы 50 °C. Это значит, что водяные пары из такого воздуха уже не могут конденсироваться на потолке с температурой 60 °C. Но конденсироваться на стенах, полках и полах могут. Будут конденсироваться водяные пары и на теле человека, нагревая кожу и вызывая приятные ощущения пощипывания и покалывания в первую очередь на ушах, особенно при обмахивании веником. Быстро образовавшись, повышенная влажность воздуха довольно быстро и исчезает за счёт диффузии пара на стены и конденсации на них, а также за счёт упорядоченных конвективных потоков воздуха во всей бане в целом, вызванных, в частности, нагревом воздуха печью. Так, если в нашем случае мощность теплопередачи печи в воздух составляет 2 кВт, то время осушения воздуха не превышает 5 минут (см. раздел 5.5), а при обмахивании бани веником ещё меньше. Таким образом, при поддаче и последующем разгоне пара любитель бани, сидя на полке, получает непродолжительный импульс нагрева, после которого метеоусловия в бане возвращаются практически на прежний уровень.

Важно подчеркнуть, что энергетическая мощь струи пара из каменки практически полностью определяется количеством пара, а не его температурой (вопреки мнению многих любителей бань). Действительно, энергосодержание 0,5 кг пара при температуре 100 °C (при объёме пара 1 м³) составляет 0,32 кВт час, а при температуре 400 °C (при объёме пара 2 м³) ‑0,38 кВт час. Иными словами, разогрев пара, исходящего из каменки, от 100 °C до 400 °C даёт прибавку к энергосодержанию пара в струе не более, чем 15 %. Так что, тепловые ощущения человека в бане не столь уж сильно зависят от степени нагрева пара в каменке. Получение как можно более перегретого пара (как можно более сухого пара) в каменке важно по другой причине: запас тепла за счёт повышения температуры струи, равный 0,06 кВт час, позволяет во многих случаях предотвратить объёмную конденсацию пара с образованием тумана при резком смешивании пара со значительно более холодным воздухом в бане. Действительно, пар при 100 °C достаточно охладить хотя бы на один градус, и тотчас появится туман в виде «клубов пара». А пар при 400 °C можно охлаждать на 300 °C (до 100 °C) без опасения образования тумана. Перегретый до 400 °C пар имеет не только более высокую температуру (позволяющую подогревать подмешивающийся воздух), но и более низкую плотность 0,3 кг/м³ (вместо 0,58 кг/м³), что обеспечивает возможность быстрого подъёма пара к потолку. В результате пар конденсируется не в воздухе в виде тумана, а на потолке в виде росы. Это очень важно для рассматриваемых ниже процессов получения влажного потолка в бане, играющего роль постоянно действующего парогенератора, а также для нагрева веника в зоне у потолка.

Вместе с тем ясно, что появление тумана в воздухе прямо указывает на высокую эффективность передачи тепла от струи пара в воздух. Так, нагрев совсем холодной бани паром из каменки (или из магистрали со сжатым паром от парового котла) всегда неминуемо сопровождается появлением «клубов пара». А вот в прогретой бане «клубов пара» уже нет, и роль пара заключается не столько в нагреве воздуха, сколько в увлажнении его.