Юрий Хошев - Теория бань
В самом же общем случае процесс смешивания струи пара с воздухом характеризуется прямой 6: при считывании по стрелке 8 струя пара в первые моменты смешивания с воздухом сохраняется прозрачной, затем появляется туман, после чего туман испаряется, и струя вновь становится прозрачной (рис. 55). Такая картина известна каждому по истечению пара из чайника с раскалённым над газом носиком. Если же носик чайника не перегрет и имеет температуру 100 °C и ниже, то прозрачный начальный участок струи отсутствует: «клубы пара» исходят прямо из носика.
Рис. 55 Широкоизвестная структура струи перегретого пара в воздухе в самом общем виде: 1 — пароподающее отверстие, 2 — невидимая зона турбулентной струи, 3 — зона интенсивного парообразования («клубы пара»), 4 — рассеивающийся туман (дымка), 5 — зона испарившегося тумана (увлажнённый воздух).
Отметим, что невидимые глазом прозрачные области струи пара 2 и 5 (рис. 55) отличаются кардинально. Паровоздушная смесь в зоне 2 имеет высокую точку росы порядка 100 °C и способна выделить конденсат (росу или туман и теплоту конденсации) практически везде и на всём, что есть в бане. Паровоздушная же смесь в зоне 5 представляет собой по существу увлажнённый воздух с точкой росы менее 40 °C и потому способна выделить конденсат лишь на холодных полах. Действительно, паровоздушная смесь в зоне 5 образуется вследствие испарения тумана, а поэтому вновь сконденсироваться физически может лишь при температурах ниже температуры испарения тумана. Зона 2 соответствует экстремальным паровым баням, зоны 3 и 4 — туманным сырым баням (3 — обжигающим, 4 — душным), зона 5 — холодным влажным помещениям (рис. 55).
Таким образом, из рис. 54 однозначно следует, что для предотвращения образования тумана необходимо повышать температуру струи пара. Именно этим руководствуются в белых банях, повышая температуру каменки. Однако имеется и другой путь — подавать пар в зоны высоких температур воздуха, например, в припотолочные зоны бани. На рис. 54 видно, что пар с температурой 100 °C не может дать туман, если воздух сухой и нагрет до температур выше 90 °C. При этом, однако, чем выше влажность воздуха у потолка, тем до более высокой температуры надо его нагреть для предотвращения образования тумана при подаче пара под потолок.
7.6. Понятие сырого воздуха
Под сыростью в быту обычно понимают наличие компактной (жидкой) воды на поверхности предмета, в том числе в виде «мокроты» — воды, привнесённой извне. Например, свежесрубленная древесина «сырая» потому, что из неё сочится влага, вполне видимая глазом и осязаемая на ощупь как компактная вода. Если оштукатуренную стену (или потолок) до предела намочить водой так, чтобы вода больше не впитывалась, то такая стена будет считаться сырой. Если при отжатии из ткани течёт вода, то ткань сырая. В быту сыростью называют сырые стены помещения, на которых видны капли росы, подтёки конденсата или мокрота от протекающих водопроводных труб.
Но если на поверхности предмета вода не обнаруживается и тем не менее предмет содержит воду в порах, такой предмет называют влажным, а воду, которая содержится в порах, называют влагой. Если влага из предмета сочится (вытекает) в виде компактной воды, то эту воду в быту называют соком. Так, мокрая земля (то есть намокшая под дождём, намоченная или смоченная) может быть либо сырой (то есть с лужами), либо влажной (то есть содержащей внутри себя влагу, которая может сочиться, просачиваться, например, в колодцы или канавы).
Примерно такая же терминология применяется в отношении воздуха. Вода, испарённая в воздухе в виде водяных паров, называется влагой. Эта влага может выделяться из воздуха при охлаждении в виде конденсата (росы или тумана). Воздух называют влажным, если он имеет высокую относительную влажность, например, условно более 60 % (см. раздел 4.2). При этом важно ещё раз подчеркнуть, что понятие «влажный воздух» является условным: при нагреве (в отсутствии компактной воды) влажный воздух (даже со 100 % относительной влажностью) «осушается» сам собой (вплоть до сухого) в том смысле, что его относительная влажность как расчётная величина снижается (и только из-за повышения потенциальной способности воздуха поглотить больше воды в виде паров), хотя массовое количество самой влаги в воздухе вовсе не уменьшается.
Сырым воздухом в быту называется воздух в сырых помещениях. Сырой воздух — это высоковлажный воздух, строго поддерживающий 100 %-ную относительную влажность, который «не осушается» при подъёме или снижении температуры стен помещения. Дело в том, что сырой воздух — это такой воздух, который постоянно контактирует с компактной водой в виде сырости на стенах. И при нагреве (стен и воздуха одновременно) в воздух поступает дополнительная влага, испаряющаяся со стен, повышающая абсолютную влажность воздуха и тем самым сохраняющая 100 %-ную относительную влажность воздуха. Сырые помещения — это плохо вентилируемые помещения, поэтому в них накапливаются характерные запахи «затхлости», по которым люди обычно тотчас определяют наличие сырости. Очень часто любители бань заявляют, что реальный «пар» (то есть горячий влажный воздух) в бане складывается из «сырого пара» от холодных элементов бани (полов, нижних полок, листьев на полу и т. п.) и «сухого горячего пара», исходящего из каменки. Конечно же, это только субъективные ощущения, вызванные наличием запахов затхлости, в основном на полах. Человеческий организм не в состоянии воспринимать реальный воздух как сумму двух воздухов разной температуры и влажности, точно также как сухой горячий воздух не может приобрести сырость от добавления в него холодного сырого воздуха. Воздух в любой точке бани всегда характеризуется единой температурой и единой абсолютной влажностью.
Температура воздуха в сырых помещениях строго равна температуре стен (также по причине плохой вентилируемости). Кроме того, в быту какой-то абстрактной сырости не бывает, сырость воздуха всегда конкретна и относится к сырости конкретного помещения. Это главное бытовое условие понимания сырости. Если сырой воздух вывести из сырого помещения, то он может тотчас перестать быть сырым. Точно также, если воздух в сыром помещении нагреть, например, печью, а стены оставить при прежней температуре (из-за высокой теплоёмкости), то воздух тотчас перестанет быть сырым, хотя стены остаются сырыми. Человек может ошибочно посчитать этот нагревшийся воздух сырым только по сохранившемуся запаху. Около стен нагревающийся в объёме помещения воздух всё равно остаётся с температурой, равной температуре стен, и этот воздух остаётся сырым. Поэтому в народе говорят, что «стало посуше», но всё равно от стен «тянет сыростью». Если нагретый воздух (без вентиляции) долго держать в помещении именно нагретым, то рано или поздно и стены нагреются до температуры воздуха, увлажнят воздух своей сыростью, и воздух вновь станет сырым, но при повышенной температуре. Но если стены во время подъёма температуры высохнут, то уж воздух никогда не станет сырым, разве что только при понижении температуры. Так, если дождливым жарким летом вы наглухо запираете дачу без вентиляции и отопления и уезжаете, то осенью (или следующей весной) вы наверняка найдёте свои помещения сырыми и затхлыми от плесени. Точно также, если в сыром помещении вы включаете общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию, то воздух в помещении тотчас перестаёт быть сырым, но со стен «тянет» сыростью. Если в результате долгой вентиляции стены высохнут, то после выключения вентиляции помещение и воздух перестанут быть сырыми, а если стены не просохнут, то после выключения вентиляции помещение так и останется сырым.
Сырой воздух — это не просто максимально влажный воздух, полностью насыщенный водяными парами при какой-то конкретной температуре. Сырой воздух — это обобщенное бытовое понятие воздуха в помещении, остающегося всегда со 100 %-ной относительной влажностью, вне зависимости от характера изменений температуры воздуха (стен). Только владея фундаментальным физическим (а не бытовым) понятием насыщенного пара, можно проанализировать многочисленные бытовые ситуации, связанные с сыростью, поскольку чисто умозрительными житейскими соображениями осознать явление сырости во всём его многобразии в быту зачастую бывает сложно. Сырой воздух и сырые помещения бывают и холодными (промозглыми), и тёплыми (душными), и жаркими (паровыми). Классическим примером тёплого сырого воздуха является воздух в лёгких. И только в лёгких он является сырым по отношению к лёгким с температурой 36 °C (или по отношению к другим помещениям с температурой 36 °C). Если выдох производится в сырое помещение с более низкой температурой (стен), то неизбежно образуется туман («пар изо рта при дыхании») или роса на стенах, поскольку воздух в сыром помещении до предела насыщен водяными парами и больше влаги в виде пара удерживать при этой температуре не может.
