[Arduino DIY] Автоматический контроль температуры главного и вторичного зеркал

[Владимир Николаевич]

Для SAY - спорить с Вами абсолютно не буду  или скажем 2куб м!

Даже если предположить не реальное, что процессорный вентилятор будет прогонять только 2 м3/час вместо 20 (щели между ГЗ и стенкой трубы более чем достаточно для эффективного воздухообмена), то это уже 1,65 град. за час, имеется в виду нагрев самого воздуха. И сколько этот воздух отдаст процентов полученной энергии стеклу ГЗ,

Полное непонимание проблемы....
О каких процентах энергии речь??? Воздух нагнетаемый вентилятором не нагревает, а охлаждает зеркало.
Как известно из школьного курса физики движущей силой процесса охлаждения является дельта Т.
Если Тнар - обозначить темп наружного воздуха, Тзерк - температура зеркала, а Твент температуру воздуха прошедшего через вентилятор, то
дельтой Т наружного воздуха и зеркала будет Тзерк - Тнар.
Дельтой Т зеркала и воздуха прошедшего через вентилятор Тзерк - Твент.
Понятно что Дельта Т нар > дельта Т зерк на величину нагрева вентилятором. Неважно на 0.5-1-2С. Но больше!
Надеюсь понятно что крайней, практически недостижимой для зеркала, точкой охлаждения является Тнар. (в теории по нулям она не может быть достигнута никогда). Но это для варианта на выдув. Нижней точкой охлаждения для системы на вдув будет Твент. Надеюсь понятно что Твент > Тнар.
На практике зеркало 200мм можно охладить до дельты ~3С примерно за 1 час.  В варианте со вдувом имеем за час дельту >3С+(Твент-Тнар) те больше чем 3С.
В приведенном САЙ выше варианте это +1.65С, те будет 3+1.65=4.65С, а вот 4.65С это уже недотермостабилизация и турбулентные потоки в трубе...
На самом деле кто не понял борьба идет за десятые градуса!!!!

На пальцах что это на деле означает. Всегда Т зеркала будет ниже в системе на выдув.
 

[ORSA]

На пальцах что это на деле означает. Всегда Т зеркала будет ниже в системе на выдув.

Да два вентилятора ставить ... тем который на вдув быстро охладить направленым потоком, а остатки тепла отсосать

интересно у этих вентиляторов от полярности меняется направление?

[a.pozharov]

Не меняется. Не имеет смысла -лопасти...

[SAY]

Для SAY - спорить с Вами абсолютно не буду  или скажем 2куб м!

Даже если предположить не реальное, что процессорный вентилятор будет прогонять только 2 м3/час вместо 20 (щели между ГЗ и стенкой трубы более чем достаточно для эффективного воздухообмена), то это уже 1,65 град. за час, имеется в виду нагрев самого воздуха. И сколько этот воздух отдаст процентов полученной энергии стеклу ГЗ,

Полное непонимание проблемы....
О каких процентах энергии речь??? Воздух нагнетаемый вентилятором не нагревает, а охлаждает зеркало.
Как известно из школьного курса физики движущей силой процесса охлаждения является дельта Т.
Если Тнар - обозначить темп наружного воздуха, Тзерк - температура зеркала, а Твент температуру воздуха прошедшего через вентилятор, то
дельтой Т наружного воздуха и зеркала будет Тзерк - Тнар.
Дельтой Т зеркала и воздуха прошедшего через вентилятор Тзерк - Твент.
Понятно что Дельта Т нар > дельта Т зерк на величину нагрева вентилятором. Неважно на 0.5-1-2С. Но больше!
Надеюсь понятно что крайней, практически недостижимой для зеркала, точкой охлаждения является Тнар. (в теории по нулям она не может быть достигнута никогда). Но это для варианта на выдув. Нижней точкой охлаждения для системы на вдув будет Твент. Надеюсь понятно что Твент > Тнар.
На практике зеркало 200мм можно охладить до дельты ~3С примерно за 1 час.  В варианте со вдувом имеем за час дельту >3С+(Твент-Тнар) те больше чем 3С.
В приведенном САЙ выше варианте это +1.65С, те будет 3+1.65=4.65С, а вот 4.65С это уже недотермостабилизация и турбулентные потоки в трубе...
На самом деле кто не понял борьба идет за десятые градуса!!!!

Давно известно, что Владимир Николаевич является "профессионалом" в такого рода дискуссиях. Главное завалить потоком информации, не важно какой. Искренне желаю ему успеха в борьбе за десятые доли градуса!  Вероятно его апертурный клевцов крайне восприимчив к дельте даже в десятую долю градуса. 

Всегда Т зеркала будет ниже в системе на выдув

Это очевидно. Вопрос в том, на сколько при вентиляторе 1 Вт?

ПС. 1,65 град. это если крутить вентилятор 1 Вт в замкнутом объёме 2 м3 без теплопотерь в течение 1 часа.  В трубе телескопа условия иные. И по факту будет не 2 м3/час, а значительно больше (пропускание воздуха).

[vits]

Если охлаждать сжатым воздухом из баллона,можно вообще заморозить зеркало.

[Владимир Николаевич]

Не меняется. Не имеет смысла -лопасти...

Все верно - не меняется. Нужно перевернуть кулер.
Вот пара тем по охлаждению, для общего развитая, которые попались поиском
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,86013.msg1588870.html#msg1588870
- http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=4745.40

[ORSA]

По второй ссылке кстати куллеы и на вдув и на выдув. Нельзя ориентироваться только на дельту температур, важна и эффективность обдува, скорость потока

[Владимир Николаевич]

По второй ссылке кстати куллеы и на вдув и на выдув. Нельзя ориентироваться только на дельту температур, важна и эффективность обдува, скорость потока

Скорость потока,, пыль, птички, вши и прочее в процессе теплообмена участвуют косвенно.  Расчитывается через расход теплоносителя (воздуха) и разность температур между охлаждаемой поверхностью и хладагентом.
С увеличением скорости банально увеличивается расход и все.
     

[a.pozharov]

Расчет нужно начинать с определения тепловой нагрузки, для этого вычислить теплоемкость материала при начальной температуре и необходимой, для данного типа материала,: что там у кого в трубе -кварц, пирекс, ситалл. Разность теплоемкостей при заданных температурах умножить на вес материала. А потом уже считать необходимый поток воздуха. Там уже учитывается и тип нагрузки ( конструкция воздуховода, как подключены вентиляторы, т е какой тип потока создают), и температура воздуха и влажность при данном давлении, что для решения нашей задачи -ловля блох. Исходя из этих данных  расчитывается мощность вентилятора, для всасывающих  систем мощьность нужна  больше т к эффективность их гораздо хуже ( хотя есть расхожее мнение что за счет равномерного, не турбулентного потока,  кпд выше, фиг там, это в отрыве от системы в целом ) Короч, через пару дней если будет время, поищу брошюрку по которой мы считали на работе системы охлаждения телевизионных передатчиков...
Зеркало не достигает равновесия с окр средой в экспериментах скорей всего из-за низкой теплопроводности, а не от воздействия несчастных долей ватта от вентиляторов. Надо найти теплоемкость, допустим, пирекса в диапазоне температур от 20 до нуля Цельсия, да теплопроводность, посчитать.  За счет снижения эффективности охлаждения при выравнивании температур охладителя и тела получается весьма пологий график  в конце, и чем ниже теплопроводность, тем ниже эффективность на этом участке.
Короч позже займусь наверное ради гимнастики ума, а так -как дул на зеркало, так и буду дуть, и погранслой сдувать, время дороже 

[Владимир Николаевич]

  За счет снижения эффективности охлаждения при выравнивании температур охладителя и тела получается весьма пологий график  в конце, и чем ниже теплопроводность, тем ниже эффективность на этом участке.

Уже теплее...  И вот в этом пологом графике, растянутом на часы, с разницей температур всего 3-4 градуса, 1 град составляет соответвтвенно 25-33% форы, проще говоря интенсифицирует процесс в 1.25-1.33 раза!!!
Подчеркиваю что это "открытие" не ново, это обсуждается уже 8 лет - с момента появления в №6-7 2007г. статьи в S&T с графиками...

Кроме того в статье была еще и формула перехода движения воздуха в трубе в турбулентный режим. На память в 250мм трубе это около 3.5-4С, а в 500мм около 2.8С  
С чего сразу становится ясным почему большой телескоп более капризен к данному вопросу!

[ORSA]

Скорость потока,, пыль, птички, вши и прочее в процессе теплообмена участвуют косвенно.  Расчитывается через расход теплоносителя (воздуха) и разность температур между охлаждаемой поверхностью и хладагентом.
С увеличением скорости банально увеличивается расход и все.

Не косвенно, а прямо, есть понятие - ветро холодового индекса. Это по простому...
А расход так совсем не волнует, это из другой оперы. Воздух не бензин.

[ysdanko]

Не косвенно, а прямо, есть понятие - ветро холодового индекса.

Это понятие, чисто физиологическое.
Ветро-холодовой индекс — способ измерения жёсткости погоды, то есть субъективного ощущения человека при одновременном воздействии на него мороза и ветра.(С)

[ORSA]

Это верно, но показывает он, что скорость потери тепла определяется не только дельтой температур.
При высокой скорости потока...  Не только люди мерзнут быстрее, но например и реки.

Просто зависимости скорости охлаждения и скорости потока не столь простые, индекс приведен Вам для иллюстрации.

В любом случае Ваша позиция какая? Вы  утверждаете что скорость остывания физического тела до температуры воздушного потока не зависит от скорости потока?

[Владимир Николаевич]

Вы  утверждаете что скорость остывания физического тела до температуры воздушного потока не зависит от скорости потока?

Еще раз скорость потока меняет только расход.  Расход Х на теплоемкость это количество снятого тепла.
Охлаждать можно водой - теплоемкость максимальная, скорость уменьшится в сотни раз, расход тоже сократится...
Другой пример (пример Запорожца в пустыне) - ставили перед вентилятором капельницу.  Теплоемкость воздуха повышалась. Запорожец не перегревался... Скорость потока таже.
Скорость потока участвует как величина формирующая расход и все.

[a.pozharov]

Кроме того в статье была еще и формула перехода движения воздуха в трубе в турбулентный режим. На память в 250мм трубе это около 3.5-4С, а в 500мм около 2.8С  

Причем  при температурах ниже нуля плотность воздуха изменяется более круто, чем до нуля, наверное зимой проблема дельты еще актуальней

[Владимир Николаевич]

Кроме того в статье была еще и формула перехода движения воздуха в трубе в турбулентный режим. На память в 250мм трубе это около 3.5-4С, а в 500мм около 2.8С   

Причем  при температурах ниже нуля плотность воздуха изменяется более круто, чем до нуля, наверное зимой проблема дельты еще актуальней

Хорошая тема для диссертации...

[ORSA]

Еще раз скорость потока меняет только расход.  Расход Х на теплоемкость это количество снятого тепла.

Строго по Вашему тексту ...
чем больше скорость тем больше расход, чем больше расход тем больше количество снятого тепла, чем больше снятого тепла ... тем быстрее стынет. Теплоемкость воздуха константа.
Скорость остывания - функция ... от скорости потока.
Отматываем назад, читаем мой пост.
Расход сам по себе не волнует ... он где то внутри расчетов.
Скорость потока такой же важный фактор как и дельта температуры.

[ysdanko]

Это верно, но показывает он, что скорость потери тепла определяется не только дельтой температур.
При высокой скорости потока...  Не только люди мерзнут быстрее, но например и реки.

Просто зависимости скорости охлаждения и скорости потока не столь простые, индекс приведен Вам для иллюстрации.

В любом случае Ваша позиция какая? Вы  утверждаете что скорость остывания физического тела до температуры воздушного потока не зависит от скорости потока?

В физике это называется теплообменом. НО! Если используется только вентилятор, а в качестве теплоносителя, та же среда, до температуры, которой, пытаются охладить объект, то эта задача в принципе не решаема.

 В системе  термостабилизации ГЗ требуется, как "холодильник" , так и "нагреватель". То есть для решения задачи, необходимо не идти "на поводу у природы", а ставить свои условия...

 Например, если не устраивает влажность воздуха и выпадение росы на зеркале, то влажность надо изменить в нужную сторону.  Вентилятором и холодильником (нагревателем) эту задачу можно решить вполне однозначно. Одним вентилятором и "забортным" воздухом, бесполезно...

К примеру, можно холодильником, сконденсировать избыточную влагу и уже более сухой воздух, но с большей "дельтой" направить на ГЗ, тем самым ускорить время термостабилизации всей системы, без риска выпадения капельной влаги.

 Возможно и другое решение, например, после вентилятора ставить "патроны" с силикагелем, но такое решение так же требует предварительного охлаждения "забортного" воздуха,.

[SAY]

Совсем уже в дебри залезли. Патроны с силикагелем, автоматизированная система охлаждения/нагрева.
Зачем? Если работает вентилятор(ы), то температура стекла уже неоднородна, внутри ГЗ вентилятор при всём желании не поставишь.
Телескоп следует хранить в деревянном неотапливаемом домике (желательно в тени). Между температурой в домике и наружной есть дельта (от отрицательной днём до положительной к ночи). Когда вечером дельта пересекает нулевое значение телескоп выносится на смотровую площадку. Включается вентилятор, поскольку окружающая температура падает. Падение стремится к нулю - вентилятор отключается и ГЗ выдерживается какое то время (крышка вентилятора снята). Не надо в этих условиях насиловать стекло дутьём и продолжать создавать дельту в нём самом, ему просто отстояться требуется какое то время естественным путём (под большие увеличения). Стекло в конечном итоге конечно будет несколько теплее окружающего воздуха. Пытаться свести эту дельту к нулю - утопия, ВН на это уже указывал выше. Если потребуется, то придётся бороться с поверхностным слоем у ГЗ.

Ещё раз отмечусь, что ГЗ ни разу не запотевало в ньютонах 150/1200, 250/1250 и 350/1680, трубы "закрытые" не металлические. ДЗ в них защищает от росы в Подмосковье бленда-противоросник, в т.ч. из одного слоя ватмана с лёгкой усиливающей конструкцией.

[ysdanko]

Совсем уже в дебри залезли. Патроны с силикагелем, автоматизированная система охлаждения/нагрева.
Зачем? Если работает вентилятор(ы), то температура стекла уже неоднородна, внутри ГЗ вентилятор при всём желании не поставишь.
Телескоп следует хранить в деревянном неотапливаемом домике (желательно в тени). Между температурой в домике и наружной есть дельта (от отрицательной днём до положительной к ночи). Когда вечером дельта пересекает нулевое значение телескоп выносится на смотровую площадку. Включается вентилятор, поскольку окружающая температура падает. Падение стремится к нулю - вентилятор отключается и ГЗ выдерживается какое то время (крышка вентилятора снята). Не надо в этих условиях насиловать стекло дутьём и продолжать создавать дельту в нём самом, ему просто отстояться требуется какое то время естественным путём (под большие увеличения). Стекло в конечном итоге конечно будет несколько теплее окружающего воздуха. Пытаться свести эту дельту к нулю - утопия, ВН на это уже указывал выше. Если потребуется, то придётся бороться с поверхностным слоем у ГЗ.

Ещё раз отмечусь, что ГЗ ни разу не запотевало в ньютонах 150/1200, 250/1250 и 350/1680, трубы "закрытые" не металлические. ДЗ в них защищает от росы в Подмосковье бленда-противоросник, в т.ч. из одного слоя ватмана с лёгкой усиливающей конструкцией.

Все верно. Труба с плохой теплопроводностью стенок, то же вариант. Однако у многих крупных инструментов, открытая или полу-открытая ферма, где этот эффект не действует или опять же требуется бленда на ГЗ и вторичке.
 Да и чтобы: "ему просто отстояться требуется какое то время естественным путём".
 может просто не хватить ночного времени...Мужики в "подвале" перед снятием ИГ сутками дожидаются этого "отстоя". Поэтому вентилятор с системой какой-то термостабилизации по любому необходим.