PDA

Просмотр полной версии : Термостабилизация МАКов - попытка расчета


VLGlass
07.07.2010, 00:31
Вопрос термостабилизации МАКа занимал меня давно, в основном, из-за противоречивости сведений. Проблема в том, что точных измерений никто не проводил. Собрав все данные ,которые смог найти, получил 2 более-менее надежных свидетельства: владельцы МАК 90 сходятся на том, что для охлаждения их скопа на 40 градусов достаточно 30 минут. И еще один факт, относящийся к DS МАК 152 – там при таком же интервале температур требуется 2,5 часа. Из курса автоматизации помню, что такие процессы описываются экспонентой. Рассчитаем ее параметры. Уравнение экспоненты y=exp(-ax+b), где х – время (пусть в минутах), y - температура. У нас есть 2 точки, и этого достаточно для прикидочного расчета. Для МАК 152 1 точка (0, 40), вторая – (150, 1). Тогда в линейной форме уравнение выглядит так: ln y=-ax+b. b=ln40 = 3,69. а=3,69/150=1/40. Для МАК 90 b одинаково, a=3,69/30 = 1/8. Величина коэффициента a для МАК 152 получилась в 5 раз меньше, чем для МАК 90, и напрашивается очевидный вывод, что она обратонопропорциональна массе телескопа: масса DS МАК 152 - 6,5 кг, МАК 90 – 1,4 кг. (легче в 4,6 раза) Действительно, чем массивнее телескоп ,тем медленнее остывает (случай принудительного охлаждения обдувом здесь не рассматирваем). Тогда для МАК 127 с массой в 2 раза больше, чем у МАК 90 можно принять а=1/20, и можно рассчитать полное время охлаждения телескопа – 74 минуты. Разумеется, время ориентировочное, то есть реально около часа с лишним. А вот МАК 102 тяжелее МАК 90 всего в 1,4 раза, и для него время остывания сильно отличаться не будет. а примерно равен 1/11, и время охлаждения - 40 минут. А вот 10 – 11 кг МАК 203 мм будет остывать (замучаетесь ждать!) – 4 часа!!!
Кстати, хотите прикол? Из этой теории следует, что время ПОЛНОГО остывания телескопа (то есть до разницы с воздухом +-1 градус) не зависит от начального перепада температур! Любой скажет, что в реальности это не так, но это просто означает то, что телескопу дают остыть не полностью, а до той разницы температур, которая уже не мешает наблюдениям.

Drago
08.07.2010, 22:23
по моему стильно заниженное время для перепада в 40 градусов по абсолютной шкале. я встречал несколько другие отзывы, которым больше верю. там для 127 мака, если сильно не оштибаюсь, для перепада в надцать градусов время было уже более часа...

VLGlass
12.07.2010, 13:14
я встречал несколько другие отзывы, которым больше верю.
Просьба привести или дать ссылку. Любая информация будет ценна и приветствуется.

Sly
12.07.2010, 13:52
Кстати, хотите прикол? Из этой теории следует, что время ПОЛНОГО остывания телескопа (то есть до разницы с воздухом +-1 градус) не зависит от начального перепада температур!
Только не +-1, а некая бесконечно малая величина к которой стремится эта самая экспонента при термостабилизции. Но так как у нас с вами на практике не бывает ничего абсолютного, а только близкое к этому, на это можно смело забить...

Грин
12.07.2010, 14:05
Любая информация будет ценна и приветствуется.
Зачем это Вам?

РыбачОк
12.07.2010, 14:34
Любая информация будет ценна и приветствуется.

Тепломассообмен (http://ph4s.ru/books/kinetika/tcvetkov.rar) :D

Slava M
12.07.2010, 16:01
Критерии полной термостабилизации для разных людей (и условий наблюдений) могут сильно отличатся. Хороший сиинг (для полной реализации возможностей скопа) требует и
соответствующей термостабилизации. При плохом качестве атмосферы полная термостабилизация и не нужна ;). Отсюда и разброс в необходимом для остывания данного телескопа времени.

VLGlass
13.07.2010, 11:18
Только не +-1, а некая бесконечно малая величина к которой стремится эта самая экспонента при термостабилизции. Но так как у нас с вами на практике не бывает ничего абсолютного, а только близкое к этому, на это можно смело забить...
Вы разбираетесь в вопросах автоматизации :p

VLGlass
13.07.2010, 11:51
Зачем это Вам?
Планирую мобильный скоп для зимних условий. Задача выглядит так: зимой при минус 10 (минус 15) я сажусь с телескопом в маршрутку и еду наблюдать Орион к моему другу, живущему на южной окраине города. Монтировка в таком раскладе получается азимутальная (это меня не смущает, я с ними нормально управляюсь), чтоб противовес не таскать. Рассчитывал на AZ-3, но приобрел вариант получше - JWT-2. Осталась труба. Все сводится к короткофокусному рефрактору или МАКу. Рефракторы ограничены длиной трубы - даже с 60-см трубой путешествовать неудобно и модели с фокусом 660 и выше отпадают. Остается единственная модель - DS 800/600, (и даже она длинновата!) но 80 - мм рефрактор - это клуб любителей малых апертур ,а я не любитель такого.
У МАКов габариты роли не играют (ну, до средних апертур - показывали мне Интес 603 - вполне мобильный скоп). В зимних условиях МАКи ограничены временем термостабилизации. Поэтому МАК 152 отпадает сразу, МАК 102 мм вполне реален. Соображаю про 127, но насчитанный мной час с лишним на охлаждение - многовато.
Если я где-то ошибся в рассуждениях (как известно, самые серьезные ошибки имеют тщательное логическое обоснование), укажите.

Seaquest
13.07.2010, 12:09
Практика показала, что пока доедешь, пока разложишься, пока начнешь остается всего ничего до конца термостабилизации. И никто не мешает выложить на балкон скоп заранее.

VLGlass
13.07.2010, 12:19
Практика показала, что пока доедешь, пока разложишься, пока начнешь остается всего ничего до конца термостабилизации. И никто не мешает выложить на балкон скоп заранее.
Практика использования ЧЕГО? (простите , в вашей подписи в данный момент МАКи отсутствуют).

Seaquest
13.07.2010, 12:25
Практика использования чужих ньютонов. Пока добирались и раскладывались времени уйма уходила. Ньютоны к тому времени раза 2 успевали отстояться. Я надеюсь скоррелировать это сможете с маками.

VLGlass
13.07.2010, 12:41
"Если б мишки были пчелами", как сказал Винни-Пух... Не коррелируются Ньютоны с МАКами. Теплый воздух из трубы Ньютона свободно уходит вверх ,на смену ему притекает холодный, охлаждает ГЗ, нагревается и уходит вверх. То есть ГЗ охлаждается интенсивной конвекцией. У МАК труба закрыта, и охлаждение ГЗ идет за счет конвекции внутри трубы, где она по определению слабенькая. Поэтому МАК и считается телескопом с самой медленной термостабилизацией.

Seaquest
13.07.2010, 13:15
Я надеюсь скореллировать это сможете с маками.
Не осилили. Ну такой параметр как время термостабилизации коррелируется и там, и там. У одного больше, у другого меньше. В этом и смысл корреляции. Моё дело сказать сколько его у нас лично выходило. Ваше дело оценить.

Грин
13.07.2010, 13:43
Планирую мобильный скоп для .....
Тогда перейдите от теории к практике. Прилепите на термопасту к заднице ГЗ термодатчик, и на дешёвом цифровом термометре сможете видеть реальную разницу температур ГЗ и окр. воздуха. И динамику охлаждения. На своём МСТ180 вижу, что при разнице в 0,5-1* оптика МАКа уже вполне пригодна и для астрофото, и для визуала.
Вариантов принудительного обдува МАКов в сети предостаточно.

VLGlass
13.07.2010, 14:06
Прилепите на термопасту к заднице ГЗ термодатчик, и на дешёвом цифровом термометре сможете видеть реальную разницу температур ГЗ и окр. воздуха.
Для своего 130 я это проделывал. МАК а пока нет, поэтому такие данные я и пытался найти. Увы, не нашел. А вот дырявить корпус для установки вентиляторов не буду. На ньютоне-то это просто - ГЗ снимается и можно пилить и сверлить корпус без риска попадания стружки. А вот МАК разбирать не рискну - мне его потом не отъюстировать.

VN
13.07.2010, 14:34
Планирую мобильный скоп для зимних условий. Задача выглядит так: зимой при минус 10 (минус 15) я сажусь с телескопом в маршрутку и еду наблюдать Орион к моему другу, живущему на южной окраине города. Монтировка в таком раскладе получается азимутальная (это меня не смущает, я с ними нормально управляюсь), чтоб противовес не таскать. Рассчитывал на AZ-3, но приобрел вариант получше - JWT-2. Осталась труба. Все сводится к короткофокусному рефрактору или МАКу. Рефракторы ограничены длиной трубы - даже с 60-см трубой путешествовать неудобно и модели с фокусом 660 и выше отпадают. Остается единственная модель - DS 800/600, (и даже она длинновата!) но 80 - мм рефрактор - это клуб любителей малых апертур ,а я не любитель такого.
У МАКов габариты роли не играют (ну, до средних апертур - показывали мне Интес 603 - вполне мобильный скоп). В зимних условиях МАКи ограничены временем термостабилизации. Поэтому МАК 152 отпадает сразу, МАК 102 мм вполне реален. Соображаю про 127, но насчитанный мной час с лишним на охлаждение - многовато.
Если я где-то ошибся в рассуждениях (как известно, самые серьезные ошибки имеют тщательное логическое обоснование), укажите.
Добавлю Вам немного практики, а то у Вас одна теория.
МАК 102 на мой взгляд стынет очень быстро.
МАКу 152\1900 для получения стабильного увеличения 1.5-3Dх требуется 30-60мин.,
а вот с МАКами 203 и выше полная ж-па - и 4-х часов может не хватить.

VN
13.07.2010, 14:37
Тогда перейдите от теории к практике. Прилепите на термопасту к заднице ГЗ термодатчик, и на дешёвом цифровом термометре сможете видеть реальную разницу температур ГЗ и окр. воздуха. И динамику охлаждения. На своём МСТ180 вижу, что при разнице в 0,5-1* оптика МАКа уже вполне пригодна и для астрофото, и для визуала.
Вариантов принудительного обдува МАКов в сети предостаточно.
Я конечно понимаю что у МСТ очень тонкое профилированное зеркало, но у себя на Клевцове 470мм я ни разу не достигал дельты гз\воздух менее 2С.
0.5-1С это невозможная к исполнению мечта.
Хотя если предположить что вес твого гз 1.5кг, а моего 22кг то вообщем то все понятно...

Sly
13.07.2010, 19:13
Приклеивание термоклеем к тыльной стороне ГЗ теплораспределительного листа (подушки) и на него радиаторов, может как то решить проблему быстроты стабилизации? :gigi

VLGlass
13.07.2010, 23:57
Добавлю Вам немного практики, а то у Вас одна теория.

Это не совсем теория. Это попытка теоретически истолковать малочисленные результаты наблюдений, достоверная настолько, насколько достоверны эти наблюдения, нуждающаяся в дополнении и уточнении.
to Sly:
вот такая штука очень понравилась:
http://www.lymax.com/sct/photos.php
и нетрудно сделать самому : вентилятор от корпуса компьютера+пластиковая труба подходящего диаметра+склеенный переходник.

Constantine
14.07.2010, 10:21
Это не совсем теория. Это попытка теоретически истолковать малочисленные результаты наблюдений, достоверная настолько, насколько достоверны эти наблюдения, нуждающаяся в дополнении и уточнении.
to Sly:
вот такая штука очень понравилась:
http://www.lymax.com/sct/photos.php
и нетрудно сделать самому : вентилятор от корпуса компьютера+пластиковая труба подходящего диаметра+склеенный переходник.
Штуковина то хороша,но разве она не увеличивает возможность проникновения пыли в телескоп,а то ведь получается почти как пылесос:)

VLGlass
14.07.2010, 11:31
Там предусмотрен фильтр.

Sly
14.07.2010, 12:01
Помню пробовал ставить тканевые фильтры на куллеры в компьютер (самодельные конечно), тяга падает в разы, пришлось отказаться. Да и вентилятор обдувающий голую поверхность без радиаторов не так эффективен. Не совсем понятно, откуда выходит горячий воздух из телескопа, если нагнетать со стороны окуляра, труба ведь закрытая Оо

VLGlass
14.07.2010, 12:59
Не совсем понятно, откуда выходит горячий воздух из телескопа, если нагнетать со стороны окуляра, труба ведь закрытая Оо
Думаю, соосные трубы - по внутренней нагнетание ,по внешней короткой - выход. Или проще - тонкая труба, не закрывающая отверстие для окуляра.

Грин
15.07.2010, 15:14
Я конечно понимаю что у МСТ очень тонкое профилированное зеркало, но у себя на Клевцове 470мм я ни разу не достигал дельты гз\воздух менее 2С.
0.5-1С это невозможная к исполнению мечта.
Хотя если предположить что вес твого гз 1.5кг, а моего 22кг то вообщем то все понятно...
Да, зеркала Санковичем делались с умом! У моего МСТ180 дельта меньше 1* и без продувки в среднем за час достигается, а с продувкой даже у нашего МСТ230 часа-полчаса достаточно.
А если человек боится/неумеет разобрать МАК, приклеить термодатчик на зад ГЗ, просверлить 3-4 дыры в нужном месте и после сборки элементарно доюстировать при необходимости - то эта тема вообще ни о чём.
Выставил скоп и жди, глядя на плюху, пока она в звезду не превратится...:D От делать нечего можно корпус и газеткой обмахивать - быстрее остынет.
Или МАК СТФ Мираж с готовой системой продувки купить.

astroserg
26.07.2010, 18:28
Думаю, соосные трубы - по внутренней нагнетание ,по внешней короткой - выход. Или проще - тонкая труба, не закрывающая отверстие для окуляра.

Там на фото отлично видно через чего выходит воздух.;)

LAUser7
26.07.2010, 22:41
В Миражах, насколько я понял, есть три винта на заднике ГЗ. Их откручивают, отходит круглая шайба и воздух поступает прямо на ГЗ. Разве не так?
И еще. Как воевать с термоклином на вторичке? Ведь она в бленде, а оттуда воздух просто так не выдуть.

astroserg
26.07.2010, 22:53
В миражах штатный винтилятор дует в окулярный узел, через морковку, на стакан вторички. Потом циркулирует к ГЗ, и выходит через те дырки которые вы описали.

LAUser7
26.07.2010, 22:55
Отличное решение, если пыть не летит. Только думаю узел вторички тоже следует вентилировать через отверстия пассивно. А?

astroserg
26.07.2010, 22:57
Отличное решение, если пыть не летитНе летит. Стоит фильтр. Напор при этом приличный.
Только думаю узел вторички тоже следует вентилировать через отверстия пассивноНе понял мысли. Как именно?

Gonsales
26.07.2010, 23:25
Ну к примеру, через прорези рядом с винтами юстировки. При наблюдениях можно крышкой закрывать. Главное клин убрать - вторичка по массе меньше и стынет быстрее. Делать ребристую бленду уже сложновато, да и от посторонней засветки можно постадать.

VN
29.07.2010, 09:34
В миражах штатный винтилятор дует в окулярный узел, через морковку, на стакан вторички. Потом циркулирует к ГЗ, и выходит через те дырки которые вы описали.
Немного не так! В Миражах вентилятор работает как фен. Нагревает воздух, проталкивает его через фильтр и "охлаждает" зеркало. Схема в корне неверная.
Эта тема дубляж и ранее многократно поднималась. Кажется Дискус писал что замер те-ры воздуха до и после вентилятора дает дельту около 2-3С.
Так что на вдув можно только греть, охладить не можно....
Охлаждение это только через отсос воздуха из трубы...
Например Дима Маколкин "отсасывает" ТАЛ250 через автомобильный фильтр-"баранку".

astroserg
29.07.2010, 12:48
Возможно. Однако вентилятор хорошо спасает при большой дельте температур. Я верю своим глазам.Ещё в ВАГО телескоп показывал идеальную картинку сразу после продувки. Кстати. Вентилятор сейчас роторного типа. Раньше может другие были?

VLGlass
14.06.2011, 16:19
Тогда перейдите от теории к практике. Прилепите на термопасту к заднице ГЗ термодатчик, и на дешёвом цифровом термометре сможете видеть реальную разницу температур ГЗ и окр. воздуха. И динамику охлаждения. На своём МСТ180 вижу, что при разнице в 0,5-1* оптика МАКа уже вполне пригодна и для астрофото, и для визуала.
Вариантов принудительного обдува МАКов в сети предостаточно.
Ну что же, вот и пришла пора перейти от теории к практике. Термодатчик от цифрового термометра засунул внутрь светозащитной морковки так, чтобы он не касался стенок (то есть мерил температуру воздуха внутри телескопа), закрыл заглушкой 1,25 (чтобы не было воздухообмена) и засунул объект (Aquter MAK 102) в холодильник. Сначала хотел засунуть в морозильную камеру, но предварительный замер показал температуру в ней -28, и я не стал так издеваться над скопом. Положил в холодильную часть на верхнюю полку на толстый (2 см) изолон, чтобы труба не контактировала с решеткой полки и стал снимать замеры в тот момент ,когда на цифровом термометре меняются цифры. Замерял через градус. График - на рисунке. Сильная неожиданность - даже через 2,5 часа (не мог продолжать дольше) полного термостатирования не достигнуто! График не вышел на горизонталь, разность температур - около 1 градуса.
Обработка результатов. Как и ожидалось из курса "Автоматизация производств", объект является апериодическим звеном 1 порядка с пренебрежительно малым (2 минуты) временем запаздывания. Я понимаю, сейчас большинство закричит как тот командир советской подводной лодки из анекдота: «Ты нам мозги не трепи, ты рукой покажи». Показываю на пальцах:
для такого объекта разность температур телескопа и воздуха h рассчитывается из уравнения:
h=K(1-1/e^(t/T)
где K - перепад температур между комнатой и улицей
Т - постоянная телескопа (ради вычисления которой я и городил весь огород). Для этого МАКа - 55 минут, причем эта величина не зависит от температур комнаты и улицы, а является свойством телескопа.
Рассчитаем, для примера, разность температур от времени при таких условиях:
температура в комнате - 25 градусов ,на улице 10. (скачок 15 градусов, первая колонка, курсив), на улице 0 (скачок 25 градусов ,вторая колонка, жирный шрифт), на улице -15 (скачок 40 градусов, 3 колонка)
время, мин разность температур, градус
5 13,7 22,8 36,5
10 12,5 20,8 33,4
15 11,5 19 30,5
30 8,7 14,5 23
60 5 8,4 13,5
90 2,9 4,9 7,8
120 1,7 2,8 4,5
150 - 1,6 2,6
180 - - 1,5
Остается один вопрос: какую разность температур можно считать допустимой?
P.S. Если кто-то сможет провести такой эксперимент для МАК 90, 127, 150 - проделайте ,плиз и шлите данные.

monstr
14.06.2011, 16:50
Остается один вопрос: какую разность температур можно считать допустимой?
Вот этот вопрос мне кажется самым важным. Ибо для меня интуитивно понятно, что без активного охлаждения закрытый цилиндр будет остывать медленней, нежели открытый. Но какая величина разницы температуры критическая?

Ernest
14.06.2011, 17:50
Остается один вопрос: какую разность температур можно считать допустимой?Любую. Температура внутри трубы может и на 10С отличаться от наружной без каких-либо последствий для качества изображения.

Важно (1) однородность температуры оптических сред (отсутствие градиента) и (2) минимальное отличие температур оптических компонентов между собой.

Для предотвращения первого достаточно интенсивного перемешивания воздуха внутри трубы, чтобы исключить его температурную дифференциацию. Для второго - по максимуму изолировать оптические компоненты от наружного воздуха. То есть делать трубу из изолятора.

Так что измерять надо не пресловутую дельту внутри-снаружи, а дельты: наружной и внутренней пов. мениска, мениска и главного зеркала, внутренней пов. трубы и вторички. Измерять температуру собственно воздуха бессмысленно.

monstr
14.06.2011, 18:31
Любую. Температура внутри трубы может и на 10С отличаться от наружной без каких-либо последствий для качества изображения.

Важно (1) однородность температуры оптических сред (отсутствие градиента) и (2) минимальное отличие температур оптических компонентов между собой.

Для предотвращения первого достаточно достаточно интенсивного перемешивания воздуха внутри трубы, чтобы исключить его температурную дифференциацию. Для второго - по максимуму изолировать оптические компоненты от наружного воздуха. То есть делать трубу из изолятора.

Так что измерять надо не пресловутую дельту внутри-снаружи, а дельты: наружной и внутренней пов. мениска, мениска и главного зеркала, внутренней пов. трубы и вторички. Измерять температуру собственно воздуха бессмысленно.
Теория интересная. Но как открытую (внешюю) часть мениска термоизолировать? Длинючая бленда? А отсюда напрямую следует, что температура внутри = температура на одной стороне мениска, а температура снаружи = температура на второй стороне мениска. Ладно, ГЗ утопить в стекловате :), но мениск-то.... К тому же, он смотрит в космос = дополнительно охлаждается излучением.

Кстати, насчёт отсутствия градиента и перемешивания "чая в стакане". Мне кажется, это помогло бы убрать тот самый термоклин. Но уберёт ли или просто уменьшит? Так как перемешанный воздух всё равно среднестатистически будет в верхней части трубы теплей, нежели в нижней. Впрочем, тут опять вопрос количественный. Какой градиент является фатальным. Скажем, градус разницы наверху и внизу трубы в 200мм приводит к появлению астигматизма (?) такого-то порядка...

Ernest
15.06.2011, 10:09
Теория интересная.Это практика. Вчастности, наблюдений и фотографирования из космический станций, батискафов и проч. Представляете себе какой там перепад температур? Но как открытую (внешюю) часть мениска термоизолировать?Зачем? Температурный градиент по телу мениска вдоль оси не так страшен в плане термоаберраций. Надо только поактивнее сдувать с его наружной поверхности пограничный слой.
А отсюда напрямую следует, что температура внутри = температура на одной стороне мениска, а температура снаружи = температура на второй стороне мениска.К сожалению, не совсем так. Наружная пов. мениска играет роль печки для наружного воздуха, то есть теплее его. И наоборот - внутренняя является холодильником для воздуха внутри трубы, то есть холоднее.
Ладно, ГЗ утопить в стекловате :)Достаточно пояса изоляции по наружному цилиндру.
но мениск-то...Аналогично - достаточно хорошей изоляции краев (цилиндрической пов. и конструктивных фасок, если они есть).
К тому же, он смотрит в космос = дополнительно охлаждается излучением.Конечно. И тут важна не скорость охлаждения, а его равномерность - отсутствие существенных градиентов и разностей температур внутри оптических элементов/сред и между оптическими элементами. Подвижный внутренний объем воздуха играет активную роль переносчика тепла от более теплых к менее теплым и назад в первую очередь выравнивая температуру. Это выравнивание тем более эффективно, чем быстрее движение воздуха, медленнее общее охлаждение трубы и чем более доступны для воздуха (теплоносителя) все поверхности внутри трубы. Это в свою очередь достигается хорошей теплоизоляцией корпуса трубы с одной стороны и развитой внутренней системой воздухоканалов с продуманной схемой циркуляции воздуха с другой.

Какой градиент является фатальным. Скажем, градус разницы наверху и внизу трубы в 200мм приводит к появлению астигматизма (?) такого-то порядка...См. примерные оценки на эту тему тут http://astro-talks.ru/forum/viewtopic.php?f=18&t=72#p319

VLGlass
15.06.2011, 10:29
Наружная пов. мениска играет роль печки для наружного воздуха, то есть теплее его. И наоборот - внутренняя является холодильником для воздуха внутри трубы, то есть холоднее.

Кстати ,эти температуры нетрудно рассчитать. только толщину мениска для МАК 102 скажите.

VLGlass
15.06.2011, 10:32
Ладно, ГЗ утопить в стекловате :),
За такое предложение iqorxd забанили на месяц с формулировкой "за совет, граничащий с идиотизмом" (но он смайлик не поставил) :D:D:D

VLGlass
15.06.2011, 11:41
Достал я свой любимый с института том Касаткин "Основные процессы и аппараты химической технологии", открыл на разделе "Теплопередача", и понял вот что:
а чем, собственно говоря, неприятен градиент температур в воздухе? понятно, чем - возникновением турбулентных конвективных потоков. Тогда:
1. самый большой градиент между мениском и наружным воздухом. То есть имеем такую турбулентность прямо перед объективом. Но кто сказал ,что там турбулентный поток???? А может, он ламинарный? И вообще ,картина будет заметно отличаться при вертикальном и горизонтальном положении мениска - формулы для расчета разные для вертикальной и горизонтальной стенки. К тому же картина будет меняться и по мере остывания телескопа - случай нестационарного теплообмена. И не исключен вариант перехода турбулентного восходящего пограничного потока в ламинарный.
2. зеркало МАКа охлаждается воздухом внутри трубы. Но температура воздуха внтутри трубы меняется очень медленно (см график!), то есть условия внутри трубы - изотермические и градиент между воздухом и зеркалом очень мал. Отсюда вывод - пояс изоляции в районе зеркала не повредит, но можно и без него...
А вот с мениском вопрос интереснее - начнем его интенсивно охлаждать (чтоб уменьшить конвекцию снаружи) - увеличим конвекцию изнутри.

Ernest
15.06.2011, 12:19
а чем, собственно говоря, неприятен градиент температур в воздухе? понятно, чем - возникновением турбулентных конвективных потоков...Нет.
Даже самый плавный градиент температуры в воздухе сам по себе представляет существенные оптические проблемы. См. ссылку выше.
Но температура воздуха внтутри трубы меняется очень медленно (см график!)Это когда его движение осуществляется только за счет естественной конвекции. И график отражает не столько скорость остывания воздуха, сколько железа и оптики.
При принудительном циркуляции воздуха внутри трубы скорость и того и другого существенно изменится.

Ernest
15.06.2011, 12:21
За такое предложение iqorxd забанили на месяц с формулировкой "за совет, граничащий с идиотизмом" (но он смайлик не поставил) :D:D:DУвы, модераторы люди и от них не стоит ожидать особенно глубоких познаний, ну и пистолет в кобуре давит на психику - так и тянет применить.

VLGlass
15.06.2011, 12:49
Нет.
Даже самый плавный градиент температуры в воздухе сам по себе представляет существенные оптические проблемы. См. ссылку выше.

Хотел освежить в памяти ваши расчеты, но чего-то ваш сайт не работает...

VLGlass
16.06.2011, 18:22
Цитата с сайта astro-talks:
"Оптика как правило изготавливается из стекла и подобных ему материалов, которые характеризуются довольно низкой теплопроводностью. При перемене внешней температуры (например, понижении при выносе оптического прибора из помещения или в начале ясной ночи) наружные слои оптической детали меняют свою температуру скорее, чем внутренние. Возникает неравномерное распределение температуры по детали (температурный градиент), а с ним постольку-поскольку есть зависимость объема от температуры возникает внутренняя напряженность, которая выгибает деталь."
Достаю Романков "примеры и задачи по курсу процесов и аппаратов химической технологии", вспоминаю критерии Грасгофа ,прандтля, Нуссельта, считаю коэффициенты теплоотдачи при естественной конвекции и получаю:
при температуре снаружи 8, внутри трубы 27, толщине мениска 12 мм разность температур на его передней и задней поверхности 0,65 градуса.
Я думаю, такой деформацией можно пренебречь. Абзац вычеркиваем?

Грин
25.06.2011, 12:06
Ну что же, вот и пришла пора перейти от теории к практике.
......................
Остается один вопрос: какую разность температур можно считать допустимой?

Сделайте следующий :D шаг от теории к практике - выньте скоп из морозилки и проделайте все замеры по звезде в поле.
Для визуала - сравнение диффракционной картинки и внефокалов при разных дельта. Для астрофото - достижение " идеального" FWHM и пика.
Рассчёты - это хорошо, но практически выведенный для конкретного сетапра принцип разумной достаточности - рулит, уж поверьте.

Valdemar
25.06.2011, 15:25
Мне кажется, что ШК и МАКи - самые благоприятные оптические схемы для того, чтобы не заморачиваться над этими вопросами. Я видел как Инна Николаева на Астроночах Остапенко ловко использовала фен для продувки мениска, и мне даже показалось, что мой вариант со штатной грелкой от Кендрика и самодельным контроллером от Дениса Ятманова, в принципе, нужен исключительно для длительных астрофотосессий, тогда как если у вас, скажем, в распоряжении - всего час или два - я бы обошёлся феном.

monstr
25.06.2011, 15:35
Мне кажется, что ШК и МАКи - самые благоприятные оптические схемы для того, чтобы не заморачиваться над этими вопросами. Я видел как Инна Николаева на Астроночах Остапенко ловко использовала фен для продувки мениска, и мне даже показалось, что мой вариант со штатной грелкой от Кендрика и самодельным контроллером от Дениса Ятманова, в принципе, нужен исключительно для длительных астрофотосессий, тогда как если у вас, скажем, в распоряжении - всего час или два - я бы обошёлся феном.
Ты говоришь о проблеме запотевания. И да, мениск или коррекционную пластину греть проще, чем тянуть фен к вторичке ньютона, к примеру.

Но тут говорят про искажения изображения как раз из-за неостывшей оптики. Ну и от фена / грелки изображение портится (не считая удаления росы). К примеру, после фена по вторичке ньютона приходилось подождать минут 15, прежде чем она приходила в себя.

Ernest
06.07.2011, 10:35
при температуре снаружи 8, внутри трубы 27, толщине мениска 12 мм разность температур на его передней и задней поверхности 0,65 градуса.
Я думаю, такой деформацией можно пренебречь. Абзац вычеркиваем?Это вы толкуете об установившееся разности температур и градиенте в мениске. Ну да, через сутки-двое все примерно так и будет. Ну... если вы соорудите печку для поддержания указанной выше температуры внутри трубы и как-то предотвратите суточный ход температуры воздуха снаружи.

Наблюдательная практика с нестационарными тепловыми процессами в вынесенных в холод инструментами несколько иная. Мениск в течение пары часов сам по себе - отличный источник тепла и градиентами температур не столько от внутренней поверхности к наружной, сколько от середины к краям и наружу. Воздух внутри трубы охлаждается большей частью не через мениск, а на металле трубы и т.д. Главные же источники проблем: форма главного зеркала, конвекционные потоки воздуха внутри трубы и нестабильность положения зеркал относительно друг-друга.

Ну и, наконец, то насколько разница в 0.5 градуса критична для искажения формы мениска и его способности исправлять сферическую аберрацию надо не чувствовать, а считать.

VN
06.07.2011, 11:31
а чем, собственно говоря, неприятен градиент температур в воздухе? понятно, чем - возникновением турбулентных конвективных потоков. Тогда:

Вот это правильный посыл!!! Вопрос именно в турбулентных потоках. Для разного диаметра и длинны трубы их возникновение (переход из ламинарного в турбулентный) зависит от дельты Т. Чем меньше диаметр трубы тем больше дельта Т приводящая к возникновению турбулентных потоков. Видел цифру в S&T что для 200мм гз Ньютона это около 4С.
Кстати приведенный Вами учебник был и моим при более раннем выпуске естественно! Помню делали по нему расчет печных труб...
Итого имеем что требования к термостабилизации растут с ростом диаметра трубы и соответственно телескопа.

В тоже время не стоит обольщаться. Как пример - несмотря на применение мощнейших кулеров с подачей до 180м куб\час мое гз в 470мм Клевцове (22кг) НИ РАЗУ не остыло меньше дельты Т=2.5С. Только один раз я фиксировал показатель 1.7С и то он был видимо связан с нестандартными внешними
условиями.
А все дело в том что скорость теплообменных процессов пропорциональна дельте Т, да и воздуха (как теплоносителя при его мизерной теплоемкости) для охлаждения таких больших зеркал требуется десятки и даже сотни кубометров....
Так что чем меньше дельта Т тем труднее идет процесс охлаждения...
Ну и я так понимаю, что тут все люди грамотные и понимают, что дельта Т = 0C недостижима....

Грин
06.07.2011, 11:44
Вот это правильный посыл!!! Вопрос именно в турбулентных потоках. .
Да не только. Визуально "сопля" - термоклин вполне уверенно виден при даже не слишком большом градиенте.
ИМХО - для приличного апертуристого МАКа от 180мм на заднице ГЗ обязательно надо прилепить на КПТМ термодатчик, а сам МАК, (особенно, если нет возможности держать его в неотапливаемом помещении) должен иметь возможность активно продуваться кулером хотя бы через дырку фокусёра.

VN
06.07.2011, 11:54
Да не только. Визуально "сопля" - термоклин вполне уверенно виден при даже не слишком большом градиенте.
ИМХО - для приличного апертуристого МАКа от 180мм на заднице ГЗ обязательно надо прилепить на КПТМ термодатчик, а сам МАК, (особенно, если нет возможности держать его в неотапливаемом помещении) должен иметь возможность активно продуваться кулером хотя бы через дырку фокусёра.
Олег! У меня в Клевцове 470мм термоклина не бывает никогда, зато я вдоволь нанаблюдался "ёжиков" на месте вторички и турбуленции от гз отлично видимой в за и дофокалах...

Грин
06.07.2011, 12:02
Ну, это понятно - с открытой-то трубой. Нет мениска, под которым бы скапливался слой тёплого воздуха... :) Но тема-то о МАКах, которые гораздо сложнее быстро продуть, если это уже конструктивно в нём не заложено...