Ventilátor

[MMys]

Myslím, že právě na těchto zrcadlech z nízkoexpanzních materiálů bude vidět ten vliv teplé vrstvy a proudění v tubusu nejvíce. Tak experimentujte. Já takový kus optiky zrovna po ruce nemám.

[astar]

M_V můj příspěvek reagoval na Milanův , kde se píše o 10x nižší roztažnosti , tak se jedná o tavený křemene a ten má srovnatelnou tepelnou vodivost s BK7 .
Sám nemám zrcadlo z taveného křemene (250mm BK7)a ani nijak nepoužívám ventilátor pro chlazení . Zkušenost mám takovou , že při fotografickém použití žádné změny nepozoruji (1h temperace volně před ostřením ) . Pro příklad: po skončení focení nechám zaaretování výtahu a při dalším focení prakticky nemusím přeostřovat a to mám plechový tubus .Pokud je to potřeba , tak jen v relaci 0,05mm (při f 1000mm). Podle mne není u toho taveného křemene ofukování potřeba .Asi jen v případě kdyby byl dalekohled ve 20°C a pozorování je při -20°C . Podle jednoduchého výpočtu zachování energie a volného ochlazování 8-10W/m/K tak po 1 h klesne teplota bloku na cca 1/5 rozdílu teplot . Ve výše uvedeném příkladu to je 8° ,což při BK7 by muselo být jen 0,6° , to by vyžadovalo alespoň 5h . Jasně je to jen velice přibližné a zjednodušené ,ale nastiňuje problematiku . Samozřejmě to nepostihuje změny tvaru plochy díky rozdílným teplotám v bloku skla .

Turbulence v tubusu je něco úplně jiného . Tady záleží na teplotě všech součástí které jsou v tubusu . To se nijak nedá ani odhadnout , jak píše Martin , je to na experimentování i tak můžou být výsledky velice odlišné.

[M_V]

Astar: Ja som to pochopil, že reaguješ na tú Milanovu chybu.

Ďalšie experimenty plánujem, nečakám, že dostanem hotový návod ale je zaujímavé počuť skúsenosti a inšpirovať sa nimi. Hlavne ma to zaujíma preto, že väčšinou nemám kam dať ďalekohľad aby sa vopred vytemperoval a zároveň málokedy pozorujem dlhšie ako dve hodiny. Takže mi ten "nevytemperovaný" stav zaberá podstatnú časť pozorovacieho času.

[dvader]

A to je chyba...

[M_V]

...ktorá sa dá jednoducho, lacno a rýchlo napraviť kúpou inej nehnuteľnosti a presťahovaním sa Som si vedomý, že to nie je ideálne ale nemá zmysel tu o tom diskutovať. Plošným DSO objektom, ktorá sa pozorujú pri nižšom zväčšení to zásadne nevadí. Ale bolo by proste príjemné ak by som našiel riešenie ako ten problém aspoň trochu zmierniť.

[Bill]

...ktorá sa dá jednoducho, lacno a rýchlo napraviť kúpou inej nehnuteľnosti a presťahovaním sa

No ještě si můžeš pořídit ledničku nebo rovnou mrazák podle rozměru dalekohledu a jenom doplnit jiným termostatem Stačí pak nastavit teplotu podle předpovědi počasí...

[M_V]

Tak ono by tam stačilo strčiť ten primár. Podľa žiadanej teploty buď medzi mrazenú zeleninu alebo k jogurtom a vajciam. Jeho montáž do ďalekohľadu a kolimáciu by som potom určite zvládol rýchlejšie ako za tú hodinu čo trvá normálna temperácia Alebo by som ho mohol dať do autochladničky a chladiť ho cestou na pozorovacie miesto

Ale radšej by som sa vrátil k téme vlákna a to k ofukovaniu zrkadla ventilátorom A vidím to tak, že bude treba pokračovať v mojich praktických pokusoch.

[M_V]

Včera večer som využil dieru v oblakoch a skúsil som ventilátor otočiť tak aby sal vzduch predkom tubusu. Na rozostrenej hviezde bol vidieť rozdiel v prúdení vzduchu oproti stavu keď bol vypnutý. Na Saturne bol tiež o niečo kľudnejší obraz ale vzhľadom k mizernému seeingu sa to s úplnou istotou posúdiť nedalo, musím to vyskúšať za lepších podmienok.

[M_V]

Dnes report v trochu lepších podmienkach. V Dobsone od GSO 250/1250 už mám prehodené primárne zrkadlo z taveného kremeňa. Sekundár je zatiaľ pôvodný. Ďalekohľad som vyniesol rovno z bytu von na trávnik, vonkajšia teplota cca 8°C (podľa Aladina), takže teplotný rozdiel zhruba 15°C. Ventilátor som zapol hneď po vynesení, bol otočený tak aby nasával vzduch tubusom a vzadu ho vyfukoval von. Potom som nasadil binohlavu, zamieril na Mars a začal som so zväčšením ~110x. Prvých niekoľko minút bol obraz silno rozmazaný a tiež bol zreteľný výrazný astigmatizmus (predpokladám, že od sekundáru). Asi po 10 minútach sa obraz ukľudnil natoľko, že som prehodil zväčšenie na 210x (nič medzi tým zatiaľ do bina nemám). Tam bolo samozrejme vidno, že to ešte nie je úplne ono. Ale po cca 20 minútach od začiatku pozorovania mi už obraz aj pri tomto zväčšení prišiel rozumný a vyzeralo, že ho už limituje seeing. Nejaké výrazné zlepšenie sa potom už nekonalo a asi po trištvrte hodine od rozbalenia ďalekohľadu som pozorovanie ukončil a začal zase baliť.

Test na hviezde som dnes nerobil, jednak som nemal moc času a chcel som pozorovať Mars a za druhé boli riedke oblaky.

[M_V]

V rámci teoretického prieskumu som si naprogramoval simuláciu chladenia zrkadla. Nižšie som dal dva grafy, ktoré boli spočítané pre zrkadlo s hrúbkou 35 mm, počiatočnou teplotou 20°C a teplotou okolia 0°C. Počítal som to pre tri rôzne substráty zrkadla a pre tri hodnoty prestupu tepla medzi zrkadlom a okolím.

V prvom grafe je vývoj teplota povrchu zrkadla v čase. Vidno, že na rýchlosť temperácie má nejaký vplyv aj materiál zrkadla ale ďaleko väčší vplyv má prenos tepla medzi zrkadlom a vzduchom, t.j. to či sa zrkadlo ofukuje alebo nie.

V druhom grafe je vynesená deformácia optickej plochy zrkadla v závislosti na čase. Simulácia chladenia je 1D v priereze zrkadla a chladenie je symetrické z oboch strán. V tomto prípade sa zrkadlo v strede, kde je teplejšie, vyduje a to spôsobí dočasnú prítomnosť sférickej aberácie. Predpokladal som, že teplota na hrane zrkadla bude rovnaká ako na povrchu v jeho strede. To síce nie je úplne pravda ale myslím, že to takto na ukážku stačí. Z grafu je zrejmé, že intenzívne chladenie zrkadla spôsobuje zozačiatku oveľa vyššiu deformáciu ako pomalé chladenie a trvá desiatky minút kým sa situácia obráti. Obzvlášť u BK7 to vedie k tomu, že nech to človek chladí akýmkoľvek spôsobom tak trvá dlho kým sa deformácia dostane na rozumnú úroveň.

T_surface.png (62.84 KiB) Zobrazeno 1254 x

deformation.png (46.04 KiB) Zobrazeno 1254 x

Ak by to niekoho zaujímalo, tak na simuláciu chladenia existuje aj voľne dostupný program ale nepočíta tú deformáciu, preto som si napísal vlastný.
https://www.cruxis.com/scope/mirrorcooling.htm

[nou]

Hmmm to my cychadza ze pri kremennom zrkadle sa oplati chladit lebo deformacia je vychadza mensia ako lambda/10 a eliminuje sa tym turbulenia vznikajuca z tepleho vzduchu? Kym pri ostatnych materialoch je deformacia vacsia a teda chaldenie moze byt aj kontraproduktivne?

[astar]

Ten způsob na deformaci co uvádíš , jsem dávno zkoušel a počítal. V praxi je to trochu jinak . Nejdříve se ochladí rohy , zmenší svůj objem a stlačí kotouč. Tím pádem dojde k deformaci plochy . Také záleží na tom kde dojde k vyššímu poklesu teploty . Další důležitou proměnou je právě přestup tepla a hlavně proudění vzduchu kolem bloku , to se tak jednoduše nedá popsat.
Tvůj program postrádá jednu důležitou okolnost a to průměr toho zrcadla . Úplně jinak se bude deformovat a chladnout blok 200/20 nebo 500/50 . Je to asi udělané na ten tvůj průměr, že ? Právě objem- hmota dělá ten rozdíl .
Já se touto problematikou zbývám již dlouho a ani v sofistikovaném programu SlidWorks toto není možné spočítat a právě to jak se to bude chovat v čase . Pouze jsou tam jen okrajové stavy , které neřeší to co chci znát .

Ještě doplnění : Jak je možné , že v grafu teplota klesne pod teplotu okolního vzduchu ? Pokud to správně chápu.

[MilAN]

to: nu :
Výhodou Pyrexu i quarzu je právě to, že vlivem rozdílu teploty nedochází k takovým deformacím obrazu, ale jen k seeingu uvnitř tubusu. Při menších teplotních rozdílech - t.j. hlavně v delším časovém úseku během noci, je již vnitřní seeing malý, ale u BK 7 mohou deformace zrcadla kazit obraz stále, díky velkeému koeficientu teplotní roztažčnosti toho skla. Zázraky se ale nekonají - z pokojové teploty do mrazu ani kouzla moc nepomohou.

[M_V]

Nou: Chladenie je z dlhodobého hľadiska výhodné pre každý materiál. Ale v krátkom časovom horizonte vedie k väčšej deformácii a keď má materiál zrkadla vysoký koeficient rozťažnosti tak je proste nejaká doba ktorú musíš čakať bez ohľadu na to či na zrkadlo fúkaš alebo nie. Je to tak ako píše MilAN, zázraky sa v tomto prípade nekonajú. Ak chceš tú dobu skrátiť tak musí byť to zrkadlo z iného materiálu alebo tenšie.

Korešponduje to s mojou skúsenosťou, že s originálnym zrkadlom z BK7 trvalo aj s ventilátorom cca hodinu kým sa dosiahol nejaký rozumný obraz.

[M_V]

Nejdříve se ochladí rohy , zmenší svůj objem a stlačí kotouč. Tím pádem dojde k deformaci plochy .

A dochádza aj k nejakej rotačne nesymetrickej deformácii? Ak by bolo zrkadlo valec, tak tá kompresia od rohov spôsobí ešte väčšie vydutie v strede. Keďže je ale zrkadlo z jednej strany duté a z druhej ploché tak určite dôjde k tomu, že sa zdeformuje do oblúku. Rovnako to bude aj v prípade rozdielneho chladenia z prednej a zadnej strany.

Další důležitou proměnou je právě přestup tepla a hlavně proudění vzduchu kolem bloku , to se tak jednoduše nedá popsat.

To je mi jasné ale asi nemám toľko voľného času aby som zvládol napísať program na CFD výpočty

Tvůj program postrádá jednu důležitou okolnost a to průměr toho zrcadla . Úplně jinak se bude deformovat a chladnout blok 200/20 nebo 500/50 . Je to asi udělané na ten tvůj průměr, že ? Právě objem- hmota dělá ten rozdíl .

V simulácii žiadny priemer nemám, je to iba 1D. Teda v podstate simulácia teplotného rozdelenia v priereze nekonečnej dosky. Zrkadlá v ďalekohľade majú výrazne väčší priemer ako hrúbku a tým pádom v strede zrkadla bude takáto aproximácia fungovať dobre. Tie okraje sú samozrejme iná vec.

Já se touto problematikou zbývám již dlouho a ani v sofistikovaném programu SlidWorks toto není možné spočítat a právě to jak se to bude chovat v čase . Pouze jsou tam jen okrajové stavy , které neřeší to co chci znát .

Ak máš nejaké komplexnejšie simulácie, tak by ma celkom zaujímali výsledky A aký problém presne riešiš?

Ještě doplnění : Jak je možné , že v grafu teplota klesne pod teplotu okolního vzduchu ? Pokud to správně chápu.

To sa akurát zdá kvôli hrúbke čiar. Keď sa zazoomuje v grafe tak je to stále nad. Ale mohlo by to klesnúť pod teplotu okolia ak by sa zarátalo vyžarovanie smerom k oblohe.