Wann beschlägt ein Spiegel

Hallo dieter,
die Frage ob ein Spiegel betaut läßt sich sehr einfach mit einem h1+x Diagramm berechnen. Du brauchst, relative Luftfeuchte Außentemperatur und Spiegeltemperatur. Mit diesen Daten läßt sich präzise vorhersagen ob der Spiegl beschlägt oder nicht. Dieses Diagramm sollte in jedem Thermodynamik Script enthalten sein.

[edit]
das Diagramm heißt h1+x oder mollier diagramm. Eine Temperaturveränderung läßt sich als gerade darstellen. Wenn diese Gerade durch das Nebelgebiet führt beschlägt der Spiegel. Um deine Frage nach der Temperaturdifferenz zu beantworten: das kommt ganz auf die Luftfeuchtigkeit an. In einem sehr trockenen Raum könnten das gut und gerne 50K sein wogegen es in einem sehr feuchten raum bereits bei 5k probleme geben wird.

Hallo Dieter -
Der Grund, weshalb die Temperaturdiferenz asymetrisch ist, die bei der ESO zugelassen wird, ist m.E. darin zu suchen, dass der Spiegel
1. ja im Laufe der Beobachtungszeit abkühlt und
2. wegen der Wärmeabstrahlung ja geheizt werden muß. Damit nicht zuviel Heizleistung erforderlich ist, ist das so asymetrisch eingeteilt (wenn ich jetzt Mist erzählt habe, bitte ich um Korrektur[;)])

Was das Betauen der Spiegeloberfläche betrifft:

Sobald die Temperatur unter den Taupunkt der umgebenden Luft sinkt, beschlägt der Spiegel - diese Erkenntnis ist simpel. Das hast Du ja auch schon geschrieben.
Interessant ist dabei, dass die Temperaturdifferenz umso kleiner ist, je niedriger die Umgebungstemperatur ist.
Dann ergibt sich daraus noch etwas:
Wenn Feuchtigkeit kondensiert, wird dabei Wärme frei. Ist also die relative Feuchtigkeit hoch, wird kaum Turbulenz dazu führen, das Seeing zu verschlechtern. Deshalb sind die besten Seeing-Bedingungen auch im Herbst bei zu Nebel neigendem Wetter zu finden (zumindestens gilt das für unsere Breiten)

Beschlagfreie Grüße

ullrich

Hallo Freunde,
sehr interessante Daten. An größeren Flächen kann damit bei Tau/Raureifbildung sogar die tatsächliche Mindest- Abstrahlleistung rechnerisch abschätzen. Ich hab das mal in vergangenen Dezember an einem lackierten Blechrohr- Tubus (230 D. 1200 lang) gemacht. Der wurde versuchsweise auf den Polarstern ausgerichtet und über Nacht in dieser Position belassen. Am nächsten Morgen konnte ich ziemlich genau 100 g. Raureif abkratzen. Der hatte sich nur auf der himmelwärts gerichteten Oberseite angesetzt.

Für 100 g Eisbildung werden Q=100x(qs+qv) freigesetzt.
qs=spez. Schmelzwärme = 330 J/g
qv= spez. Verdampfungswärme =2000J/g.
Das macht also Q1= 233000 Joule.

Dazu kommt noch die Wärmemenge für die Abkühlung der Luft auf den Taupunkt. Für den genauen Wert braucht man natürlich die Lufttemperatur und den Taupunkt. Aus der Menge des aufgefangenen Kondensates und der Sättigungsmenge kann man wiederum auf die abgekühlte Luftmenge schließen. Nehmen wir mal als plausibles Beispiel:

Lufttemperatur= -1°C
Taupunkt=-2°C
Abkühlung infolge Abstrahlung- 5°C
Sättigungsmenge bei –5°C= 3,25g/m³
Sättigungsmenge bei –2°C= 4,14g/m³
Abkühlung infolge Abstrahlung- 8°C = 265K
Zu Erzeugung von obigen 100 g Raureif müssen also mindestens:
100/(4,14-3,25) = 112m³ Luft um von –1°C auf -8°C abgekühlt werden.
Bei mittlerer Dichte von 1,25 kg/m³ sind das 140kg!
Spez. Wärme der Luft bei konst. Druck =1,005 kJ/kg
Der Wärmeumsatz Q2 = 140 x7x 1005 J = 984900 J
Die insgesamt umgesetzte Wärmemenge beträgt also Q1+Q2=1217900J
Die Zeit betrug 14 Stunden = 50400 s
Nehmen wir zu Vereinfachung an, die Reifbildung sei stetig mit gleichbleibender Geschwindigkeit verlaufen. Dann wurde während der Nacht 1217800/50400 I/J = 24,2 W von dem Tubus abgestrahlt. Seine himmelwärts gerichtete Oberfläche ist ungefähr 0,23 x 1,2x pi/2 m² = 0,43 m².
Die spezifische Strahlungsleistung wäre also mindestens 24,2/0,43 W/m² = 56,3 W/m².
Kontrolle: Kann das sein?
Die absolute Obergrenze für Abstrahlung wäre
0,9 x 265^4 x 5,67 x 10^(-8) W/m^3 = 251,7 W/m², wenn nix mehr aus dem Weltall zurück gestrahlt würde.
Nehmen wir an, der Himmel sei –50°C, also 223K kalt. Dann würden
223^4 x 5,67 x 10^(-8) W/m² = 140,2 W/m² zurück kommen. Dann wären also noch 251,7W- 140,2W = 111,5 W Wärmestomverlust durch Strahlung möglich. Als Praktiker sage ich mal: Abschätzung ist plausibel und passt!

Wenn ich unter obigen Bedingungen einen mittelgroßen Fangspiegel sagen wir mal 70 mm kl. Achse vor Vereisung schützen will muss ich dem ungefähr 0,07²x1,41x56,3 Watt = 0,4 Watt zuführen. Ein Hauptspiegel vereist nur äußerst selten. Meinen leichtgewichtigen 12“ hab ich nach Reifbefall mit ca. 3 W beheizt. Nach 15 Minuten war er wieder blitzeblank und die Heizung konnte wieder abgeschaltet werden.

Trost für Nur- Praktiker: Die Dimensionierung meiner Fang- und Hauptspiegelheizungen hab ich ohne obige Rechnung experimentell ermittelt.

Warum ich das hier so bringe?
Obiger Blechtubus benimmt sich so, als würde er permanent einseitig mit 24 Watt gekühlt. Der war tatsächlich permanent innen an der himmelwärts gerichteten Oberseite um 2-3 °C kälter als am gegenüber liegenden Messpunkt. Dann wundern sich die Leute über die endlos langen „Auskühlzeiten“ von „Blecheimer“- Optik.
Gruß Kurt

Hallo Kurt,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Obiger Blechtubus benimmt sich so, als würde er permanent einseitig mit 24 Watt gekühlt. Der war tatsächlich permanent innen an der himmelwärts gerichteten Oberseite um 2-3 °C kälter als am gegenüber liegenden Messpunkt. Dann wundern sich die Leute über die endlos langen „Auskühlzeiten“ von „Blecheimer“- Optik.
Gruß Kurt
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
es handelt sich hier ja um den alten Tubus meines 8" GSO Dobsons.

Die Tubusseeing-Problematik war schon recht ausgeprägt bei kaltem klarem Wetter ohne Wind.
Bei der Beobachtung überwog anfänglich immer das Problem mit der über dem Spiegel angewärmten Luft,die dann oben im Tubus entlang lief.

Dann gab meistens es eine Phase in der ich recht zufrieden war.
Ich schätze,daß in dieser Zeit nur noch ein leichter Hauch Warmluft innen ganz oben im Tubus aufstieg und noch keine Kaltluft von der oberen Tubuswandung herunterfiel.

Dann kam wieder Tubusseeing auf,was ich mir früher nicht erklären konnte(der Spiegel war ja doch ausgekühlt!).

Du hast hier ja schon mehrfach Meßergebnisse vorgestellt,die zeigen,daß in der Phase Tubusseeing nicht mehr durch Warmluft sondern durch innen/oben am Tubus gebildete Kaltluft hervorgerufen wird.

Auf die Beobachtung wirkte sich dieses "Kaltlufttubusseeing" nicht so stark aus wie das anfängliche "Warmlufttubusseeing" ,es verhinderte aber mit unschöner Regelmäßigkeit höchste Vergrößerungen(bis 300x) an Jupiter und Saturn.
Es lohnte sich dann nicht über 160 bis 200x hinauszugehen.
Mit dem neuen "Isotubus" hat die Zahl der Planetennächte deutlich zugenommen[:)]

Mit frohen Grüßen,

Karsten

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Mit dem neuen "Isotubus" hat die Zahl der Planetennächte deutlich zugenommen<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Hallo Karsten,
freut mich, solches zu hören. Ganz gleich wie es nun genau funktioniert mit dem Tubus- seeing, wenn der Iso- Tubus die bösen 4" Turbulenzzellen verscheucht, kann es uns nur recht sein[:D].
Bei "Blecheimer"- Optik hab ich allerdings mehr an SC´s gedacht. Das soll heißen, größere Optik thermisch schlecht verpackt macht Probleme.
Die Optik selbst finde ich bei diesen Systemen gar nicht so schlecht.

Gruß Kurt

Hallo Kurt,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">wenn der Iso- Tubus die bösen 4" Turbulenzzellen verscheucht, kann es uns nur recht sein.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
die bösen 4" Turbulenzzellen habe ich leider noch nicht zu Gesicht bekommen[8)].Vielleicht habe ich das falsche Teleskop oder nicht die richtigen Okulare[:o)]
Wir müsten unbedingt mal eine Meßreihe dazu machen[}:)]

MfG,Karsten

Hallo zusammen,

im "Handbuch für Sternenfreunde" von G.D. Roth ist für die Beheizung einer Glasfäche gegen Taubeschlag etwa 5-10 mW Heizleistung pro Quadratzentimeter angegeben.
Der Wert stimmt mit dem von Kurt sehr gut überein.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wir müsten unbedingt mal eine Meßreihe dazu machen

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Hallo Karsten,

willst Du den Eindruck vertiefen, wir bauen und ändern unsere Teleskope hauptsächlich zur Durchführung von Messorgien[}:)]?
Gruß Kurt

Hallo Dieter,
so ein Profi- Teleskop irrtümlich zum Wasserkondesator zu zu degradieren, das würde mir Albträume bescheren. Mann, bin ich heilfroh, dass ich noch kein VLT gebaut habe![:D].
Ernsthaft, ich finde Deine Links hoch interessant. Davon kann man sicher einiges für unsere Kleinscherben ableiten.
Gruß Kurt