Hallo Zusammen,
es ist mühselig!
Hallo Alex,
Doch, genau so ist es. Die Abstrahlung des Teleskops geht viele Meter bis Kilometer weit, bis sie absorbiert wird. Deshalb greifen die einfachen Beziehungen des (lokalen) thermodynamischen Gleichgewichts hier nicht.
Gruß, Erwin
Im Vakuum! Leider müssen wir das System d.h. Teleskop näher betrachten zunächst!
Betrachten wir zunächst das Teleskop mit Montierung, Stativ/Säule als Blackbox, wenn sich diese Blackbox im thermodynamischen Gleichgewicht befindet, gibt es keine Wärmeleitung, keine Konvektion und nur die Strahlung die mit der Umgebung interagiert. Die Temperatur der Blackbox sei Umgebungstemperatur. Betrachten wir nun die Störgrößen im System (immer noch Blackbox) oder wer könnte interagieren:
- Stativ/Säule mit dem Untergrund (Wärmeleitung)
- Bewegte Luft von unten nach oben oder durch Wind (quasi erzwungene Konvektion) (Konvektion)
- Strahlung aus der Umgebung (Gebäude, Pflanzen, Autos, was auch immer) (Strahlung)
Die Blackbox hat Umgebungstemperatur, befindet sich somit im thermodynamischen Gleichgewicht! Wärmebilanz Blackbox zur Umgebung ist ausgeglichen!
Was passiert nun in der Blackbox, wir gehen von einem Spiegelsystem aus (Newton, RC oder Cassegrain), beginnen wir mit dem Teleskop selbst, ich beschränke mich auf die wichtigsten Baugruppen, Tubus, Hauptspiegel, Fangspiegel, Spinne und Auszug:
- Der Tubus interagiert mit der Montierung (Wärmeleitung über die Klemmung), dem Auszug (Wärmeleitung), der Spinne (Wärmeleitung und minimal Strahlung im Tubus), mit dem Hauptspiegel über die Spiegelaufnahme (Wärmeleitung, Strahlung minimal nur an der zum Teleskopboden zeigenden Seite), Strahlung mit der Umgebung und natürlich Konvektion
- Die Spinne wie mit dem Tubus allerdings noch mit der Fangspiegelhalterung (Wärmeleitung und Strahlung)
- Der Fangspiegel mit der Fangspiegelhalterung (Wärmeleitung)
- Der Hauptspiegel mit der Spiegelhalterung (Wärmeleitung)
- Der Auszug mit dem Tubus (Wärmeleitung)
Warum beschlägt der Spiegel, es müsste doch das gesamte Teleskop beschlagen, tut es normalerweise nicht (ist mir aber schon einmal auf La Palma passiert, es hat getröpfelt wie ein Kieslaster),
Hauptspiegel, dieser kann Wärme zum größten Teil nur über Konvektion verlieren, auf Grund der Befestigung 3x Zugschrauben 3x Druckschrauben wird sich die Wärmeleitung in Grenzen halten, Strahlung (Interaktion mit der Umgebung) scheidet völlig aus da Emissionsgrad nahe Null! Es ist daher durchaus vorstellbar das der Hauptspiegel auf Grund des Kamineffektes eine Temperatur von unter der der Umgebung erreichen kann, da der Wärmestrom durch die geringen Kontaktflächen zum Tubus nicht ausreicht kann er unter Teleskop- / Umgebungstemperatur sinken, die Blackbox wird dann immer noch Umgebungstemperatur haben! Mein System ist Zwangsbelüftet, um Taubeschlag am Hauptspiegel zu verhindern habe ich Ventilatoren eingebaut, diese Zwangakonvektion könnte den Hauptspiegel unter Umgebungstemperatur abkühlen, auf jeden Fall verhindern die Ventilatoren Beschlag, die Wirkungsweise wurde hier im Forum schon mehrfach beschrieben und ich will das nicht wiederholen.
Die Fangspiegelzelle ist in der Regel mit einer zentralen Schraube und mit 3 Druckschrauben befestigt, ich denke auch hier hält sich die Wärmeleitung in überschaubaren Grenzen, der Wärmeübergang lässt sich auch hier im wesentlichen mit Konvektion und Strahlung beschreiben.
Der Fangspiegel selbst, wird mit der Fangspiegelzelle wärmeleitend agieren und selbst über Konvektion mit der Umwelt agieren. Alleine auf Grund des Kamineffektes im Tubus lässt sich eine Abkühlung unter System-/Umgebungstemperatur erklären, nachgemessen habe ich es noch nicht werde es aber tun.
Strahlung scheidet wie beim Hauptspiegel aus!
Hallo Alex,
das ist für mich schwer nachzuvollziehen. Das würde ja bedeuten, dass allein durch Konvektion oder Anpusten mit einem Ventilator eine geringere Temperatur als die Umgebungstemperatur erreicht werden kann? Das würde ich mir sofort patentieren lassen.......
Diesen Effekt kenne ich nur aus Situationen, in welchen zusätzlich Verdunstung (z.B. von Wasser), im Spiel ist. Die zum Verdunsten nötige Energie wird Körpern oder der Umgebung entzogen, und kühlt diese dann auch unter unter die Temperatur der sonstigen Umgebung. Da funktioniert das.
Wir haben aber am Betauenden Teleskop keine Verdunstung (Entfeuchtung), im Gegenteil: wir haben Kondensation, also Befeuchtung.
Da wird sogar Wärmeenergie frei. Nämlich die zuvor zur Verdunstung / Verdampfung aufgenommene Wärmemenge (Enthalpie).
Auch das fällt mir schwer zu verstehen: Die Platten, zwischen welchen sich bei meiner Solaranlage die Absorber befinden, bilden einen geschlossenen Raum. Konvektion zwischen diesen Platten mag stattfinden, unterm Strich wirkt sich diese aber sicher nicht so aus, dass Temperaturen unter Umgebungstemperatur erreicht werden.
Auch die Wärmeabgabe an das Übergangsmedium (Wasser) scheidet hier für mich als Ursache aus. Dass passiert nur bei Sonnenschein. Und auch nur dann, wenn die Temperatur des umgewälzten Wassers geringer ist, als die des Kollektors.
Wir sprechen hier von nächtlichen Temperaturen, die recht gering sind. In jedem Fall deutlich geringer, als die typische Temperatur des Wassers in meinem Solarspeicher.
Ich bin Warmduscher........
CS
Dietmar
Auf Deine Solarthermieanlage gehe ich jetzt nicht weiter ein, da ich ihren Konstruktiven Aufbau nicht kenne, bei einem meiner Nachbarn befindet sich die Anlage etwa 150mm über dem Dach und kann von unten frei umströmt werden! Belassen wir es bei Teleskopen!
Zum Anpusten kann ich nur sagen, schon mal was von Fahrtwind gehört, halte mal Deine Hand bei 200 Km/h aus dem Fenster, fühlt sich wahrscheinlich auch im Hochsommer kalt an, da ist kein Schweiß mehr zum verdunsten da! Diese Erkenntnis kann man nicht patentieren ist Allgemeinwissen!
Bitte beim antworten, nicht Phrasen wir Perpetuum Mobile oder Patentieren lassen posten, Fakten oder konkrete Beispiele wären extrem hilfreich! Nicht ich stelle mein Teleskop in eine Lichtung im Wald, der Himmel ist klar und der Spiegel strahlt in den Weltraum! Deshalb ist das Teleskop so kalt!
Nichts für ungut, ist ein interessantes Thema, leider waren viele Beiträge wenig zielführend!
CS
Alex