Теория выпадения конденсата и методы борьбы с ним

ivxg
Автор: ivxg в HandMade - своими руками,
Все когда-либо сталкивались с проблемой выпадения конденсата (обледенения, читай инея) на конструктивных элементах и оптических поверхностях телескопа. Причина тому – достижение около поверхностного воздушного слоя (или отдельных его частей) так называемой точки россы. Это состояние, когда относительная влажность (ф) некоторого объема воздуха, при постоянном влагосодержании (d) достигает 100%, в итоге выпадает капелька воды. Следует различать понятия относительной влажности (ф) и влагосодержания (d) (далее все теги соответствующие этим понятиям будут помечены определенными цветами): Относительная влажность (ф) – это максимальное процентное содержание воды в воздухе, которое может быть достигнуто при данных параметрах, т.е. если идет речь об относительной влажности в 60%, то может быть, вероятно, количество воды в воздухе будет равно 60%, но не более, а часто – менее. Влагосодержание (d) – и есть то количество воды в воздухе (грамм вод на 1кг воздуха) которое в результате достижения точки россы выпадает. В итоге мы наблюдаем увеличение значения относительной влажности (читай шанса на максимальное содержание воды в воздухе) при неизменном количестве воды. Грубо говоря кол-во воды не меняется, а вот кол-во воздуха уменьшается, воздух уже не может удерживать такое количество воды и капелька выпадает. Как же это выглядит в реальности:     В результате соприкосновения холодного воздуха с теплым зеркалом воздух нагревается, имея более низкую плотность нагретый воздух поднимается, смешиваясь с поступающим холодным, что в результате образует несколько хаотичный пограничный циркуляционный слой разной интенсивности и плотности по площади зеркала. В таких условиях в случайном порядке то тут, то там возникают условия точки россы. А теперь непосредственно об условиях точки россы: существует такая замечательная вещь, как id диаграмма. Для обывателя она представляет собой совершенно невообразимое пересечение линий, на деле же – отличный инструмент для некоторой схематичной визуализации процессов происходящих с воздухом.     На этом рисунке изображена упрощенная версия с основными, подписанными линиями (значения влагосодержания располагаются ниже и их на рисунке не видно, видно только соответствующие им линии). Так вот: когда теплый воздух смешивается с холодным, то происходит охлаждение теплого массива. При этом количество влаги в воздухе остается неизменным. Как же мы видим это на диаграмме? Допустим у нас был нагретый от зеркала воздух с температурой 0°С и влажностью 80%, найдем точку пересечения этих двух линий (помечена линией):     Далее наш воздух сталкивается с холодным массивом и происходит его охлаждение. Помните, влага ни куда не девается, то есть значение влагосодержания не меняется, следовательно, при охлаждении точка опускается вниз, при этом меняя значение относительной влажности:     Новая красная линия – направление охлаждения, обратите внимание, стрелка параллельна значению влагосодержания (влага не изменяется). Синяя точка есть пересечение нашего процесса охлаждения и линии 100% влажности, то есть воздух на 100% влажный – время капельки! А теперь самое главное: как же избежать возникновение точки россы? есть два выхода: осушить воздух, тем самым понизить шанс возникновения 100% влажности:     на этом рисунке показано как поведет себя воздух: мы осушаем воздух, тем самым избегая значения 100%. Но вот проблема, в полевых условиях, без спец оборудования воздух не осушить, вернее есть способ, надо воздух нагреть, тогда мы направляем процесс вверх:     к слову, грелки R-Sky работают именно по такому принципу. К сожалению, нагреть воздух в условиях крупного зеркала достаточно сложно… отодвинуть линию смешения дальше от поверхности. Конденсат в этом случае просто не будет достигать зеркала или линзы, ассимилируясь (поглощаясь, смешиваясь) с восходящими от оптики потоками. Пример из практики – защитная бленда  Сбить слой смешения: направить поток воздуха от вентилятора на зеркало тем самым сделать процесс смешения менее цикличным и стабильным. На практике мы имеем такую картину:     Поток воздуха буквально сдувает место точки россы, что позволяет отдалить место выпадение капельки от оптики.   Собственно все просто: смешиваем теплый и холодный воздух – получаем капельку воды, если рядом (в переделах 0,1мм) есть поверхность, мы получим эту капельку на поверхности. Как избежать? 1. отдалить поверхность 2. отдалить точку получения капельки 3.  дестабилизировать условия получения капельки.   Спасибо за внимание! Всем ясного неба.
  • 13 ответов