Beiträge von Kurt im Thema „Große CFK Vakuumkammer - erster Test“

    <b>Zur Geometrie der Verdampferanordung:</b>

    Kai hat mich neulich darauf hingewiesen, herzlichen Dank dafür.
    Bei ringförmiger Anordnung der Verdampfer wäre
    a) der ideale Ringdurchmesser RD = Spiegeldurchmesser D,
    b) der ideale Abstand z Verdampferebene &lt;=&gt; Spiegelebene = D/2


    Quelle: John Strong
    Procedures in Experimental Physics, S 178


    Ebenfalls herzlichen Dank an Kalle für seinen obigen Link.


    Bei meinem o. a. Bedampfungsversuch des 16“ Spiegels ist die Geometrie nicht so ideal bei z = D/2. Spaßeshalber hab ich aber die realen Daten an das Programm verfüttert. Dabei kommt folgendes
    heraus:


    Bild 13



    Demnach Spiegelschicht am Rande um 18 nm dünner als in der Mitte Das entspricht einem Wellenfrontfehler von 2x18/550 Wellenlängen = 0,065 Wl. Ich kann damit leben.


    Wenn man aber zB. einen 12“ Spiegel bei unveränderter Geometrie der Verdampferanordung bedampfen würde wäre der Fehler nur noch 0,027 Wl.
    Bei idealer Geometrie und gleicher mittlerer Schichtdicke wäre bei dem 16“ Spiegel dieser Fehler 0,02 Wl.


    Gruß Kurt

    Hallo Kai, liebe Mitleser,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...nicht vorenthalten:...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    da hätte ich mittlerweile auch etwas [:)] So schön blendend hell glüht mein neuer Sechsfach- Verdampfer bei Serienschaltung der Heizelemente und Volllast.


    <b>Bild 1</b>


    Vor lauter Helligkeit sieht man hier natürlich nicht mehr wo genau etwas wie hell glüht. Also, ohne Veränderung der Last Belichtungszeit herunterschalten und Blende fast schließen.


    <b>Bild 2</b>


    So nach Augenmaß kann ich keine Helligkeitsunterschiede der einzelnen Heizelemente erkennen. Ich weiß auch immer noch nicht so recht wo denn hier wegen Serienschaltung Probleme auftreten könnten.


    Dieser Verdampfer hat gestern und heute auch schon echt life und und erfolgreich gearbeitet. Sein Arbeitsplatz sieht derzeit so aus.


    <b>Bild 3</b>


    (Für Alfredo, ß- Version heißt bei mir: funktioniert, ist aber noch nicht ganz fertig...)


    Für alle Leser: Der Verdampfer ist tatsächlich unter „Bavaria“ verborgen. Dazu nachfolgend einige überwiegend selbst erklärenden Bilder. Fragen dazu sollen damit natürlich nicht ausgeschlossen werden.


    <b>Bild 4</b>


    <b>Bild 5</b>


    <b>Bild 6</b>


    <b>1. Versuch</b>
    Der Verdampfer hat auch tatsächlich gleich beim ersten Versuch so wie erwartet funktioniert.


    <b>Bild 7</b>


    Dummerweise hatte ich aber bei der Reinigung des Spiegels nicht gründlich genug gearbeitet.


    <b>Bild 8</b>


    <b>2. Versuch</b>
    Spiegel ablaugen, gründlich reinigen, Heizelemente wieder mit Al- Reiter laden, Deckel drauf und neuen Versuch starten. Auch diesmal hat der Verdampfer einwandfrei gearbeitet. Aber diesmal machte die Hochspannungsglimmstrecke Ärger.


    <b>3. Versuch</b>
    Also wieder zurück auf Anfang, ohne Austausch von Heizelementen. 3 x ohne Probleme mit einen Satz Heizelementen ist mir bisher noch nicht gelungen. Ca. 5 s Einschaltung war dann auch Ende der Vorstellung wg. Bruch eines Heizelements.


    <b>4. Versuch</b>
    Zur Entspannung hab ich dann einen neuen Satz Heizelemente eingespannt. Davon waren aber fünf
    bolzgerade 1 x 57 mm W- Drähte und nur eines kunst- und gefühlvoll gebogen. Ich wollte mit diesem Versuch herausfinden ob denn die Biegerei der Drähte wirklich zwingend notwendig ist. Ganz offensichtlich ist sie das:


    <b>Bild 9</b>


    Der Al- Tropfen hat offensichtlich einen Fluchtreflex in Richtung kalten Drahtende.


    <b>Bild 10</b>


    <b>5. Versuch</b>
    Der Verdampfer wurde mit 6 neuen kunst- und gefühlvoll gebogen Elementen und mit Alureitern beladen. Danach kam wieder mal der obige 16“ Spiegel dran. Diesmal war das Ergebnis OK.


    Bei diesem Versuch hab ich auch die wichtigsten Betriebsdaten während er Bedampfung erfasst.


    <b>Bild 11</b>


    Danach wurden mehrere in einigen s Abstand geschossen Fotos ausgewertet und die Ergebnisse grafisch dargestellt.


    <b>Bild 12</b>


    Die Verdampfung startet bei einem Kammerdruck von 3,3 x E-5 mb. Die schlagartig einsetzende Wärmeleistung von ca. 700 W setzt in den ersten s doch einige viele irgendwie gebundene Moleküle frei. Das führt natürlich zu einem merklichen Druckanstieg in der Kammer. Aber noch vor der Abschaltung der Heizung ist der Ausgangsdruck 3,3 x E-5 mb wieder erreicht.


    Aus der Grafik kann man nicht so recht erkennen wann denn das Alu vollständig verdampft ist. Bei vis. Beobachtung der Heizelemente sieht man nach Einschaltung der Stromversorgung folgendes:
    Das Element kommt innerhalb von wenigen s fast auf Weißglut, mit Ausnahme in der Nähe der Klemmstellen. Nach diesen wenigen s schmilzt der Alu- Reiter zu einem Tropfen. die Helligkeit des Elementes nimmt schlagartig erheblich ab. Der Alutropfen beginnt merklich zu glühen und ist nach ca. 15- 20s verschwunden. Danach steigt die Helligkeit des Elementes wieder sehr schnell auf blendend hell an. Draus schließe ich dass nach 30 s Heizzeit wirklich alles an Alu verdampft ist, sofern der Tropfen nicht zu einem der kälteren Enden des Heizelementes gewandert ist. Das passiert aber bei richtig kunstvoll gebogenen Elementen nicht.


    <b>Vorläufiges Fazit</b>
    An meinem älteren 16“- Kessel hab ich 4 x 4 Elemente und an dem hier vorgestellten Verdampfer 4 x 6 Elemente ausgetauscht. In keinem Falle hat bei der Erstbenutzung eines frischen Satzes ein Element und damit der Verdampfer versagt. Ein Satz kostet jeweils zwei 176 mm WIG- Elektroden entsprechend 2,20€. Als nächstes werde ich mich schlau machen was denn professionell hergestellte W- Wendeln kosten und wie es um deren Lebensdauer steht.


    Alternativ könnte man auch Elemente aus mehreren verzwirbelten dünneren Drähten frickeln. Die Profis machen so etwas in der Art. Das kunstvolle biegen von 1mm WIG Elektoden ist nämlich wg. deren Sprödigkeit fast grenzwertig.


    Gruß Kurt

    Hallo Kai,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Im PDF steht: Aufdampfgeschwindigkeit mindestens 2nm/s
    Das ist immer mal wieder zu lesen. Es sollte schnell gehen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    aus meinen Versuchen mit 4 W- Heizstäben 1 x 80 in Serie kann ich abschätzen dass die Aufdampfgeschwindigkeit bei ca. 3 nm/s liegt. Mit 6 kürzeren Stäben müsste es dann noch schneller gehen, ohne dass die Gesamt- Heizleitung von ca. 700 W wesentlich erhöht werden muss.


    Ich melde mich wieder sobald der Sechser- Verdampfer in Betrieb ist. Probieren bringt mir im Moment mehr als weiter zu diskutieren[:D]


    Gruß Kurt

    Hallo Kai,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Also mehr Leistung ---&gt; noch heißer.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    richtig, aaaber bei Temperaturen weit über 1000°C strahlt dieser Widerstand auch ganz kräftig Wärme ab. Das verhindert dann ziemlich effektiv einen exzessiven Anstieg der Betriebstemperatur, auch bei annähernd Konstantstrom.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Jetzt ist das bei Wolfram nicht so ausgeprägt, dass sich extreme Ungleichgewichte ausbilden.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Sonst wären die altehrwürdigen „Heizleuchten“ auch nicht so alt geworden.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...In dem PDF schreiben die Jungs, dass die Wendel auf keinen Fall komplett abgedampft werden sollen.
    Den Grund habe ich noch nicht verstanden. Vielleicht steht das ja noch irgendwo drin.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Bemerkenswert! Bei meiner Anordnung lässt sich sehr gut erkennen wann die Verdampfung zu Ende geht und könnte demnach auch kurz vorher abschalten. Es wäre für mich kein Problem durch vorher- nachher Wägung der einzelnen Heizelemente die verbliebene Restmenge an Alu zu ermitteln. Jetzt muss ich aber erst mal die mehr als 100 Einzelteile des neuen 6-fach Verdampfers zusammenschrauben und in dem Vakuumtopf unterbringen…


    Aber noch etwas zu deinem Problem mit den relativ hohen Heizleistungen und Strömen: Was zwingt dich denn dazu alle „Wendeln“ gleichzeitig zu heizen? Das mit nicht in Serie schalten sollen/dürfen leuchtet mir hier überhaupt nicht ein. Ich würde diese in mehrere Serien- Gruppen aufteilen und eine nach der anderen nacheinander ein - ausschalten. Vermutlich würde dann auch ein einfacher Schweißtrafo ausreichen. Meiner hat in neu nur 68€ gekostet. Irgendwelche Akkus zu verwenden halte ich danach für suboptimal.


    Gruß Kurt

    Hallo Amateurastronom,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Amateurastronom</i>
    <br />Hallo!


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kurt</i>
    <br />
    Dazu bin ich gerade mitten am dransten am tun und probieren. In meiner neuen 17"- Kammer muss ich wahrscheinlich mit mindestens 6 "Wendeln" und insgesamt ca. 500 bis 700 W Heizleistung arbeiten.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Bei CFK würde ich bei 700 W Heizleistung aber vorsichtig sein, dass der Kunststoff nicht auf Temperaturen über der Glasübergangstemperatur erwärmt wird. Letztere hängt, soweit ich mich erinnere, von der Temperatur beim Tempern der Teile ab. Sie liegt scheinbar bei normaler Härtung bei Raumtemperatur soweit ich mich erinnere nur bei 50-60°C, durch Tempern bei höherer Temperatur erreicht man 120°C.


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    diese 700 W Heizleitung gilt für meine Alu- Kammer. Die Einschaltdauer beträgt bei mir nur ca. 2O s bis zur vollständigen Verdampfung des eingeladenen Aluminiums. Danach kann man die Heizung getrost abschalten und man hätte 14kJ an Wärmeenergie eingebracht. Damit könnte man Kai´s 100 kg schwere KFK- Kammer größenordnungsmäßig gleichförmig um 0,1°C erwärmen. Selbst bei wesentlich mehr an eingetragener Wärmeenergie und ungleichförmiger Erwärmung der Kammerwand kann ich mir nicht so recht vorstellen dass sie auch nur partiell weich werden könnte.


    Gruß Kurt

    Hallo Kai,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Da möchte ich zu bedenken geben, dass man die Wendel theoretisch nicht in Reihe verschalten kann.
    Parallelschaltung bringt aber hohe Stromstärken mit sich. Bin selbst gerade am Berechnen des Trafos und der Querschnitte...[}:)]<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    ...das hab ich jetzt nicht verstanden. Ich hab doch schon vor ca. einem Jahr 3 Tantal- Schiffchen in Reihe geschaltet und damit problemlos bedampfen können. Mein erster 16"- Pott ist seit einigen Wochen mit 4 in Reihe geschalteten Wolframdrähten D=1 L= 87 als "Wendeln" ausgerüstet. Auch das funktioniert problemlos. Es würde mich sehr wundern wenn das mit 6 Drähten 1 x 57 in Reihenschaltung nicht mehr funktionieren sollte. Zur Erinnerung: als Stromversorgung benutze ich von Anfang an einen ganz ordinären Schweißtrafo. Der bringt ca. 120 A max. Brauchen tu ich aber nur 60 bis 70 A.


    Gruß Kurt

    Hallo Kai,


    erst mal herzlichen Dank für die Restaurierung deines Beitrages nach meiner nicht beabsichtigen Überschreibung .


    Hier mein Senf dazu:
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Als Nachtlektüre führe ich mir zu x-ten mal den mit Abstand besten Artikel zu Gemüte:
    https://www.mmto.org/MMTpapers/pdfs/tm/tm03-8.pdf<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    ... werde ich mir bei der nächsten schlaflosen Phase auch reinziehen. Von den ganz großen kann man nämlich immer etwas lernen[^].


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Es braucht jetzt noch ein paar Experimente in der kleinen Kammer, um die genauen Leistungsdaten der Wendel herauszufinden.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Dazu bin ich gerade mitten am dransten am tun und probieren. In meiner neuen 17"- Kammer muss ich wahrscheinlich mit mindestens 6 "Wendeln" und insgesamt ca. 500 bis 700 W Heizleistung arbeiten. Doku dazu kommt in Kürze.


    Gruß Kurt

    Hallo Kai,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Das Messgerät sagt: unter 1mBar - oder 99,9% der Luft ist raus!
    Ich meine: besser kann es für heute nicht mehr werden, Zeit für ein Glas Rotwein!<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    offensichtlich hat deine Kammer den Drucktest schadlos überstanden. Herzlichen Glückwunsch zu diesem unverzichtbaren Etappensieg. Da würde ich auch erst mal feiern!


    So wie ich deine Planung und Arbeitsweise einschätze werden deine Vakuumpumpen auch noch das letzte promille an Restgas in den Bereich 10 e-6 mbar verbannen können.


    Bei mir hat sich mittlerweile in der Klasse 16" - 17" auch einiges getan. Bericht dazu kommt bald.


    Gruß Kurt