Ай-Да-баня

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Виктор, я бы не реагировал на этого тролля. Видео, как демонстрация возможностей парной очень познавательное, но на керамике температурой 60*С я бы лежать не хотел. 37-39 градусов - вот на мой взгляд оптимум по температуре керамических лежаков. Идет мягкий прогрев и полностью отсутствует жжение. Для дерева, из-за низкой теплопроводности, можно побольше температуру.

 

Все правильно пишешь, Валера. Для таких жарких режимов я ранее для парной "Катюша", даже для лежанок из ДПК - подоконников, делал слани деревянные из липовых наличников.
К этой Ай-Да-бане собираюсь по весне закупить рейки-наличники из абаш, и также сделать съемные слани. Для мягких режимов они не нужны.

 

Засыпало снегом в этом году так, что не подступиться к модулю Ай-Да-бани, чтобы протестировать в ней промышленные датчики для измерения параметров микроклимата на разных уровнях по высоте, причем в динамике получения "Легкого Пара" и проведения парений. Одно радует, что весна не за горами.

А пока тестирую свою технику у себя в творческой мастерской.
На этой фотке экран 7-ми дюймовой сенсорной панели, и три датчика Т (ВВ) и Н%.
Остальные параметры:
- Абсолютная влажность в гр/м3
- Влагосодержание в гр/кг
- Температура точки росы в С*
- Энтальпия (Жаросодержание) в кДж/м3
рассчитываются по известным физическим формулам.

Графики любых выбранных для анализа параметров будут выводиться на эту же сенсорную панель в режиме он-лайн. И будут доступны на планшетах при подключении по WIFI к этой панели.

 

Пока до весны особо нечем заняться, думаю - не сделать ли такой прибор, который будет определять качество пара в парной?
Ведь многими любителями РБ достоверно отмечено, что в зависимости от того, как в парной получен желаемый режим с заданными Т (ВВ) и Ттр (ВВ), качество пара сильно отличается.
Так, например, Евгений Исупов отмечает, что пар "с красного заряда" в общаковых парных сильно отличается от пара с теми же параметрами в его собственной бане.
Также и известный в банном мире Андрей Захарович из штата Мэн заявляет, что получить в его парной на следующий день ЛПАЗ в настоявшейся и сильнее прогретой парной, но с подостывшей закладкой в печи, ему уже не удается, несмотря на выход к прежним показателям по Т (ВВ) и Ттр (ВВ).

Натолкнул меня на это вчерашний эксперимент, про который я написал на Форуме печников, в теме обсуждения ЛПАЗ самим Захарычем и Хошевым Ю. М.

Я расположил мощный лазер на лежанке вертикально в домашней Парной, направив луч лазера на потолок. А чтобы лучше был виден луч лазера расположил его напротив темной картины.
На этих трех фотках снят момент до поддачи воды в ЖГ, а потом после подачи чере 15-20 секунд, и через примерно минуту.


Хорошо видно, как в пироге пара проявился луч лазера после поддачи, и как граница пирога плавно опускается.

В соседнем проходном помещении Потельни я заранее установил "Измеритель взвешенных частиц в воздухе" - пылемер. Пока жена проводила в Потельне с гостями СПА-процедуры с пахучими скрабами (скипидар, мята, ...) пылемер показывал чистейший воздух (фото1).
Но стоило только открыть дверь в Парную, в которой только что попарились с вениками, как пылемер зашкалил - ушел в красную зону (фото2). Через несколько минут пылемер стал потихоньку "успокаиваться" (фото3).


Таким образом этот пылемер показал дисперсионность по размерам разных фракций полученного пара. Видно, что в этом паре больше образовалось микрокапель размером РМ-10.
Можно ли судить по этим показаниям о качестве пара?

 

Уверен, что да. Чем больше я тестирую Жарогенератор, тем больше убеждаюсь, что основная "тяжесть" пара не в мифическом СО2 и не в недостатке О2, а в размере водной дисперсии, которая летает в воздухе.

 

О как? Я тоже прихожу к этому же мнению - чем более перегрет пар тем легче дыханию. Но как быть с таким фактом что по мере остывания водная дисперсия укрупняется?

 

Не уверен, что прибор будет актуален и востребован широким кругом лиц. Но как прикольная штука для демонстрации возможностей парной - вполне. Что касается меня, то не представляю как заставить стабильно работать оптический датчик в парной. Но если простой лазер наглядно показывает пирог (а я уверен, что живьем его видно в разы лучше чем на фото) то такую игрушку я у себя в парной обязательно поставлю. Сверху типа кувшина (аналог АЧТ) чтобы бликов не было, на пол сам лазер.

 

Надо бы с Иваном Ивановичем побеседовать, может он подскажет почему так происходит.

 

Маришка моя запросила у Ивана нашего объяснения по вчерашнему эксперименту.
И вот что он ответил.

По сути вы наблюдаете классический “Tyndall beam”: лазерный луч становится видимым не потому, что “пар как газ” светится, а потому что в воздухе есть рассеивающие центры — чаще всего микрокапли воды (аэрозоль/туман), реже — пыль, дым, аэрозольные частицы от веников/эфирных масел и т. п.
1) Важное уточнение терминов: “пар” невидим, видимы капли
С точки зрения физики/термодинамики водяной пар (газовая фаза H₂O) прозрачен и не виден глазом. То, что в быту называют “паром” и что выглядит белым/туманным, — это взвесь микрокапель жидкой воды, появившихся при конденсации (когда смесь воздуха с влагой локально охлаждается ниже точки росы). Это прямо разбирается в заметке Американской ассоциации преподавателей физики (AAPT) The Physics Teacher: “steam is invisible; what you see is light scattered by tiny droplets formed by condensation”. (pubs.aip.org)
Именно поэтому в бане после выброса из парогенератора легко получить “пирог”: это слой воздуха с очень высокой влажностью, где при перемешивании/охлаждении образуется аэрозоль капель.
2) Почему видна “полоска” луча: рассеяние света на каплях (Mie/Rayleigh)
Если бы воздух был идеально чистым, вы бы видели в основном точку на потолке, а не “линию” в объёме: в чистом воздухе рассеяние на молекулах (режим Рэлея) слабое.
Когда появляются капли размером порядка долей–десятков микрометров (типичные размеры тумана/“мокрого пара”), начинает доминировать рассеяние Ми: частицы сопоставимы по масштабу с длиной волны зелёного лазера (~532 нм), и эффективное сечение рассеяния становится на порядки больше, чем у молекул. Классический фундаментальный источник по этой физике — монография Bohren & Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particles (в т. ч. выводы для сфер/капель и связь с теорией Ми). (Google Книги)
Кратко о границах применимости “Rayleigh vs Mie” и роли размера частиц: (Википедия)
Интуитивная картинка такая:
лазер идёт “ниткой”;
на каждой микрокапле часть света рассеивается во все стороны (не только вперёд);
ваш глаз/камера ловит небольшую долю рассеянного света → вы видите светящуюся линию.
Это же явление лежит в основе нефелометрии/оптических методов измерения аэрозолей и видимости, и в более “жёстком” виде — в атмосферных лидарах: attenuation/рассеяние лазерного излучения аэрозолями и влагой количественно моделируют именно через коэффициенты рассеяния/поглощения. (MDPI)
3) Почему это указывает именно на мелкодисперсные капли, а не “соль” в воздухе
Ваше предположение про микроэлементы/соль возможно в одном смысле: примеси помогают зарождению капель (ядра конденсации). Но в обычной бане главный “оптический вклад” даёт сама вода в виде микрокапель, а не кристаллы соли:
растворённые соли находятся в каплях;
даже если капля частично испарится, может остаться ядро, но его концентрация обычно не нужна, чтобы сделать луч видимым — достаточно высокой концентрации водных микрокапель.
Метеослужбы, когда объясняют туман, формулируют это ровно так: туман — это взвесь крошечных капель воды, которые рассеивают свет и уменьшают видимость. (Met Office)
4) Что по фото можно утверждать, а что нельзя
Можно (качественно):
видимая “полоска” зелёного луча означает, что вдоль траектории луча в воздухе есть заметная концентрация аэрозольных частиц/капель, которые рассеивают свет.
Нельзя (без приборов):
строго доказать, что это именно “мелкодисперсный пар” заданного размера (например, 1–3 мкм);
по одной фотографии надёжно восстановить распределение размеров/концентрацию: яркость сильно зависит от экспозиции камеры, угла наблюдения, мощности лазера, фоновой засветки и многократного рассеяния.
То есть ваш вывод физически верный в формулировке: “луч стал видимым → в воздухе есть мелкие капли/аэрозоль”, но это индикатор наличия, а не измеритель дисперсности.
5) Простой способ “доказать” на месте (без дорогих анализаторов)
Если хотите сделать демонстрацию почти “лабораторной” чистоты:
Снять до подачи пара: видно в основном точку, луч почти не виден.
Подать пар → луч становится ярким/толстым.
Включить интенсивное перемешивание (вентиляция/веник) и/или прогреть слой так, чтобы капли испарялись → луч тускнеет (капли исчезают → рассеяние падает).
Это будет прямой причинно-следственный тест на аэрозольную природу явления.
Если хотите, я могу:
разобрать ваше фото “по профилю яркости” (где луч сильнее/слабее и есть ли реальная граница слоя “пирога”),
и подсказать, как поставить эксперимент так, чтобы отделить капли воды от пыли/дыма (например, фильтрацией/контрольной серией).
Простыми словами:
Конечно. Простыми словами это выглядит так:
Что вы видите на фото
Лазер сам по себе “не рисует линию в воздухе”.
В чистом воздухе вы обычно видите только точку на потолке, куда он светит.
Линия в воздухе появляется только тогда, когда в воздухе есть “что-то мелкое”, на чём свет может рассеиваться:
микрокапельки воды (туман/аэрозоль), пыль, дым и т. п.
Почему это именно “паровой пирог”
В бане то, что мы называем “паром” и видим как белёсую дымку — это не газ, а миллионы микрокапелек воды.
Настоящий водяной пар (как газ) невидим.
Когда парогенератор дал порцию пара, под потолком образовался слой с огромным количеством таких микрокапелек — вот этот слой и есть “пирог”.
Почему лазер стал видимым
Луч лазера проходит через этот слой.
Микрокапельки работают как миллионы крошечных “зеркалец/шариков”: они разбрасывают часть зелёного света во все стороны.
Часть этого рассеянного света попадает вам в глаза/в камеру — поэтому вы видите зелёную линию.
Про соль и примеси
Соль в воде может быть, но главное — не соль.
Главная причина видимой линии — именно микрокапли воды в воздухе.
Важный вывод
✅ Да: видимый луч — это признак, что в воздухе есть мелкие капельки (туман/мелкодисперсный “пар”).
❌ Но по одной фотографии нельзя точно сказать, какой именно размер капель и сколько их — для этого нужны приборы.
Если хотите, я могу подсказать очень простой “домашний” тест в бане, чтобы наглядно доказать это без приборов.

 

Может ли быть разная дисперсия пара при одинаковой его температуре или эта величина постоянная при заданной Т ВВ?

 

Вот еще мнение от другого Ивана:

Это замечательный пример того, как простое наблюдение может быть описано и объяснено с точки зрения строгой физической науки. Ситуация, описанная вами (лазер, направленный в область пара в бане), является наглядной демонстрацией нескольких фундаментальных физических принципов, в первую очередь — рассеяния света.

Ниже я приведу анализ этого явления с точки зрения профессионального физика, а затем оценю рассуждения, предоставленные другим искусственным интеллектом.

Физический анализ явления

Суть явления: Мы наблюдаем визуализацию лазерного луча в объеме воздуха, содержащего водяной пар (аэрозоль). Это классический эффект рассеяния Ми (Mie scattering).

Объяснение с точки зрения физика:

1. Природа света и его взаимодействие с веществом: Лазер генерирует когерентный, монохроматический (одной длины волны) пучок света. В чистом воздухе (состоящем в основном из молекул азота и кислорода) луч не виден сбоку, потому что молекулы воздуха рассеивают свет очень слабо (это называется рэлеевское рассеяние, оно пропорционально 1/lambda^4, где lambda — длина волны). Интенсивность этого рассеяния ничтожно мала для наблюдения невооруженным глазом.
2. Роль аэрозоля (парового пирога): Когда Виктор подал воду в жарогенератор, образовался пар. Этот пар — не газ (молекулы H_2O), а мелкодисперсный аэрозоль, то есть взвешенные в воздухе микроскопические капли воды (или конденсат). Размер этих капель (r) в бане обычно колеблется от долей микрона до нескольких десятков микрон.
3. Рассеяние Ми: Когда размер частицы (капли) сравним с длиной волны света или превышает её (r geq lambda), вступает в силу рассеяние Ми.
· Ключевой эффект: В отличие от рэлеевского рассеяния, рассеяние Ми характеризуется гораздо большей интенсивностью и сложной угловой диаграммой. Свет эффективно рассеивается во все стороны, но с преимущественным рассеянием вперед.
· Результат: Лазерный луч, проходя сквозь облако капель, рассеивается на каждой капле. Часть этого рассеянного света попадает в объектив фотоаппарата или в глаз наблюдателя. Именно поэтому мы видим светящийся «след» луча — трассер. Зеленый цвет луча соответствует длине волны лазера (вероятно, 532 нм).
4. Визуализация дисперсности: Сам факт того, что луч виден так ярко и равномерно, а не как отдельные яркие точки (как было бы с крупными каплями или пылинками), действительно косвенно указывает на мелкодисперсность пара. В плотном облаке мелких капель рассеяние происходит с каждой точки луча, создавая сплошную светящуюся линию.
5. Роль примесей (солей): Гипотеза о влиянии микропримесей солей имеет под собой физическое основание. Чистая вода имеет один показатель преломления (n approx 1.33). Если в каплях растворены соли, показатель преломления немного меняется. Это может незначительно влиять на индикатрису рассеяния (диаграмму направленности рассеянного света) для каждой капли. Однако для визуального наблюдения интенсивности луча этот фактор является второстепенным. Главную роль играет именно наличие поверхности раздела сред «воздух-вода», на которой происходит рассеяние.

Оценка приведенных рассуждений (от другого ИИ) —речь идёт об ИИ Захарыча

Предоставленный вами текст содержит список профессионального оборудования для анализа частиц. Это абсолютно верное и уместное дополнение к обсуждению.

· Корректность: ИИ совершенно правильно указывает, что для количественного определения размера капель (дисперсности) используются методы лазерной дифракции (Laser Diffraction) или аэродинамической спектрометрии.
· Глубина: Этот ответ верно переводит проблему из области качественной ("видим луч") в область количественную ("чем измерить размер частиц?").
· Связь с явлением: Действительно, если бы у нас был такой прибор (лазерный дифракционный анализатор), то, пропуская через него этот пар, мы бы получили точный график распределения капель по размерам. А наблюдение луча невооруженным глазом — это упрощенная, качественная версия того же самого физического принципа.

Серьезные источники и фундаментальные принципы

Для углубленного изучения явления можно обратиться к следующим трудам и концепциям:
1. Густав Ми (Gustav Mie). Его работа 1908 года "Beiträge zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metallösungen" (Вклад в оптику мутных сред, специально коллоидных растворов металлов) является фундаментальной. Хотя она была написана для коллоидных растворов, математический аппарат описывает рассеяние на сферических частицах любого размера.
2. Учебники по оптике: Любой углубленный курс общей физики (например, Фейнмановские лекции по физике, том 3, глава "Рассеяние света") или специализированные учебники по оптике (М. Борн, Э. Вольф "Основы оптики") содержат подробные главы, посвященные рассеянию света и строго разграничивающие области применимости рэлеевского рассеяния и рассеяния Ми.
3. Научные статьи по атмосферной оптике и аэрозолям: Современные исследования в журналах, таких как Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer или Applied Optics, постоянно используют теорию Ми для моделирования прохождения лазерного излучения через туман, дымку или облака. Там же описываются и методы обратных задач — как по угловому распределению рассеянного света (подобно тому, что мы видим на фото) восстановить размер частиц.

Вывод

Физическое явление, зафиксированное на фотографии — это визуализация рассеяния Ми лазерного излучения на полидисперсных водных каплях (аэрозоле).

· Лазер выполняет роль монохроматического источника света.
· Паровой пирог выступает в роли рассеивающей среды (набора частиц).
· Зеленый луч от потолка — это свет, рассеянный в сторону наблюдателя.

Ваше интуитивное предположение о мелкодисперсном паре абсолютно верно с физической точки зрения, так как именно наличие большого количества малых частиц обеспечивает равномерное и интенсивное свечение луча. Строго говоря, по одной фотографии нельзя измерить точный размер капель, но само явление однозначно указывает на их присутствие и позволяет качественно говорить о высокой плотности аэрозоля.

 

То, что пар тем легче, чем он сильнее (в разумных пределах) перегрет - давно известный факт. Даже моя бабуля об этом знала. Уверен, что и прадеды, и прапрадеды это знали. Но всегда речь шла про пар на выходе из печи. На "тяжеление" пара, как раз, ты и обратил мое внимание. Само укрупнение это естественный процесс. Энергии меньше, появляются центры конденсации. Механизм 1 в 1 как в природе появляются облака.

 

Да. Я к тому, а имеет ли смысл бороться за перегретость пара, если на уровне полка мы получаем одно и тоже его качество (при условии пассивного опускания пара конечно). Другой вопрос парения вениками - там качество пара (минимум крупных фракций конденсата) думаю имеет колоссальное значение. но и здесь есть заковыка, на которую я обратил внимание в прошлую баню - чем больше поддач и махов тем сильнее пар "укрупняется" даже под вениками.

 

И Захарыч также думает.

 

Конечно имеет. Пар нельзя рассматривать отдельно от парной. Я первые эксперименты проводил в гараже. Пар на выходе ЖГ обугливал листья веника, температура была в районе 400*С. Не смотря на это уже через 30-50 см от выхода пар становился видимым, а под потолком были настоящие облака.

Секрет прост. Температура воздуха около нуля градусов.
Непрогретый потолок, холодные стены, т. е. всё то, что так любят облаковеды. В результате тяжелый пар даже при качественном источнике.