борьба с росой Теория выпадения конденсата и методы борьбы с ним

[ivxg 721]

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:

1. 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…

1. 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
2.  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.

[roman 1 314]

Не принимая в расчет второстепенные конструктивные факторы...

Что будет, когда зеркало остынет и его температура станет ниже окружающего воздуха?  

[ivxg 721]

Температура зеркала никогда не сможет стать ниже температуры воздуха, если ты конечно его принудительно не охладишь. Если ты все таки это сделаешь (я так думаю ты имеешь ввиду внос холодного телескопа в помещение), то процесс повторится, за исключением направления циркуляции. Решения проблемы ровно такие же. Я полагаю, если ты (тьфу тьфу тьфу) реализуешь свои планы, то достаточно будет поставить доп куллер на боковой обдув, только воздух должен бить в поверхность, вот зуб даю, без каких либо дополнительных внешних факторов этот куллер избавить от инея в начале наблюдения и избавит от россы при вносе в помещение.

[Atlantiks 105]

у меня вот недавно во время наблюдений запотела оптика бинокля, причем ни где нибудь а внутри ! (картинка стала мутно серой и звезды с хвостами ) из за чего наблюдения в бинокль пришлось сильно ограничить, и наблюдать без него (телескопа не было с собой) и фиг что тут сделаешь..я поначалу подумал что это конденсат снаружи , а оказалось именно внутри...

[roman 1 314]

 достаточно будет поставить доп куллер на боковой обдув, только воздух должен бить в поверхность, вот зуб даю, без каких либо дополнительных внешних факторов этот куллер избавить от инея в начале наблюдения и избавит от россы при вносе в помещение.

 

Я с тобой соглашусь конечно и выкладка твоя верна. При определенных конструкциях нижнего рокера это будет работать, по крайне мере это продлит наблюдательную сессию. Но вот в случае от которого мы оттолкнулись   это будет малоэффективным. Эффективным до некоторой степени конечно, но недостаточным.  

[ivxg 721]

Я с тобой соглашусь конечно и выкладка твоя верна. При определенных конструкциях нижнего рокера это будет работать, по крайне мере это продлит наблюдательную сессию. Но вот в случае от которого мы оттолкнулись   это будет малоэффективным. Эффективным до некоторой степени конечно, но недостаточным.  

Поясни, почему рассматриваемый случай чем то отличается от других?

[roman 1 314]

Поясни, почему рассматриваемый случай чем то отличается от других?

Ну если ты требуешь мат-физ выкладок, то я не готов. Но интуиция подсказывает, что такой дизайн обречен на запотевание в наших условиях. 

Ты посмотри: зеркало низко к земле и не имеет никаких защит от запотевания. А околоземный слой... короче, там роса скапливается, когда еще солнце то толком сесть не успело. Я не представляю, чем таким мощным можно дуть на зеркало в такой конструкции, чтобы обезопасить его. 

 

И это понимают производитель, поскольку называет конструкцию - тревел скоп. Те, телескоп для погрузки не в машину, а на самолет для полетов в жаркие страны. Где условия совсем другие. 

 

Но я еще проверю нечто подобное в живую на тестах. 

[ivxg 721]

Так роса и скапливается внизу, так как там просто есть на чем скапливаться) была бы трава на высоте 2 метра, роса была бы там)

Я, кстати, погуглил немного, и нашел пару европейскийх производителей подобных ультракомпактов. В частности http://www.sumerianoptics.com/en/. Там есть 12" экземпляры до 1500 евро, что соответствует 60000р, я чуть локти не стал кусать, ведь можно было бы и что-то такое купить. Собственно, ни в одной ультра-добсон конструкции боковой обдув не предусмотрен, может все не так страшно?

[roman 1 314]

Дык, к 60 тысячам прибавляю таможню и не хилую доставку. даже страшно сказать сколько телескоп будет стоить здесь.

 

 

Собственно, ни в одной ультра-добсон конструкции боковой обдув не предусмотрен, может все не так страшно?

 

 Не предусмотрен из-за конструктивных особенностей и рекомендаций по месту наблюдения. Поверь мне, я знаю о чем говорю. В тот же момент, я поддерживаю идею ульракомпакта в целом. Только надо понимать, что это и для чего это. К сожалению, нет идеального инструмента на все случаи жизни. 

[ivxg 721]

 

Дык, к 60 тысячам прибавляю таможню и не хилую доставку. даже страшно сказать сколько телескоп будет стоить здесь.

 

Все равно из Штатов дороже получается.

Кстати, если не секрет, каковы планы развития предприятия, в том числе, и планы конструктивной реализации серийной крупно-зеркальной продукции?)

[roman 1 314]

ivxg планов громадье. Но все планы зависят от рынка. Как всегда. 

Вот сейчас изменили одну деталь в грелка, похоже что теперь грелки r-sky лучшее по качеству сборки в мире. Те есть, чуть лучше кендрика, а кендрик лучший там.

 

Сейчас готовим к выпуску двухканальные контроллеры на новом механизме и наверно он же переедет в одноканальный. Плюс, сегодня завтра закончатся испытания двухканального. Надеюсь положительным образом. Было большое желание впихнуть всю начинку в ту же самую по размеру коробку. 

 

И дальше принимаемся за роботизированный контроллер. 

 

 

планы конструктивной реализации серийной крупно-зеркальной продукции?)

 

Серийного в ближайшей перспективе не будет) Все будет делаться под конкретного заказчика у которого будет возможность полностью погрузиться в процесс создание его игрушки .

 

Особо пока ничего сказать не могу, так как не люблю раньше времени. 

Могу сказать только основное:

1) Дорого, но все исполнение делюкс. Хотя как дорого, попробуем дешевле чем в штатах на выходе дать. 

2) Дизайн классика, но облегченная. 

3) Дизайн и проектирование в CAD системах!

4) Большие диаметры настоятельно-рекомендовано будем снабжать электроникой. Ибо такие ведры собирают столько света, что делать без го-ту и пуш-ту там нечего. Не с атласом же пытаться понять где ты и что наблюдаешь? Ну тут традиционно по американски StellarCat + AgroNavis (цена системы более 2000$), StellarCat + Puch-To нашей разработки. Наше Push-To можно будет устанавливать на любой скоп, те покупать отдельно. Аналогов StellarCat пока не планируется. 

 

Ну и кое-какие другие ништяки, которые я считаю необходимы каждому наблюдателю.

Чего точно не будет: оптику мы делать не будем самостоятельно. 

[ivxg 721]

Прежде чем дальше задавать вопросы: стоит их задавать в этой теме или создать другую?