Usando Coolers com seu Telescópio Newtoniano

A razão para o limite da capacidade de arrefecimento do ventilador é que a transferência de calor no interior do vidro em si torna-se o gargalo. Vidro é mal condutor de calor o que limita a taxa de transferência de calor a partir do interior do espelho à superfície exterior. Isto também explica por que a espessura do espelho é mais importante do que o diâmetro ou a massa para determinar quão bem o espelho irá acompanhar a queda da temperatura ambiente. O caminho do fluxo de calor é principalmente a partir das regiões centrais do vidro directamente à superfície exterior mais próxima.

Esquemas de instalação de Collers

Ventiladores de refrigeração montado na parte traseira 

O equilíbrio adequado de temperatura pode ser alcançado com um fluxo de ar forçado sobre apenas a parte de trás do espelho, se este for suficientemente fino. A temperatura da superfície da frente irá acompanhar a queda de temperatura do ar o suficiente, embora a maior parte do calor está sendo retirado da superfície traseira do espelho. Ventiladores traseiros funcionam bem para espelhos que possuem uma espessura de cerca de 1 - 1/2 polegadas ou menos. Este é um critério relativo, pois depende até certo ponto de onde você mora (como descrito na próxima seção). 

Como é mais fácil instalar um ventilador montado na parte traseira na maioria dos telescópios, deve ser o primeiro instalado antes de tentar collers frontais mais desafiadores. Mesmo em aplicações onde é necessário um ventilador frontal, você ainda deve aproveitar o arrefecimento da parte traseira. 

Talvez o método mais simples para a instalação de um ventilador traseiro é suspendendo-o com o auxílio de elásticos. (Parafusar o ventilador na célula do espelho é um erro!) Eu prefiro este método não só porque é simples, mas também porque garante que você quase não terá problema de vibração. Com ganchos de engate rápido na estrutura do telecópio, fica fácil remover ou colocar o ventilador em segundos. Depois de tentar com elásticos pesados ​​e molas de metal, o melhor elástico que uso atualmente é o de prender cabelo. Estes são essencialmente cordas elásticas em miniatura, e são bastante robustas. Eu ainda tentei com tiras de borracha e funcionou.

Ao usar um ventilador montado na parte traseira, você tem a escolha de direcionar o fluxo de ar, soprando na parte de trás do espelho, ou sugando o ar para fora da parte inferior do tubo. A não ser que a parte inferior do seu tubo seja fechada e selada, direcionar o fluxo de ar para o espelho será mais eficiente (ou seja, um coller menor pode ser usado para obter um efeito de resfriamento equivalente). Na prática, esta pequena vantagem é quase sem sentido, e outras considerações mais pragmáticas prevalecem. Se você observar regularmente a partir de um local seco, e empoeirado, considere direcionar o fluxo de ar para fora da parte inferior do tubo para reduzir o acúmulo de sujeira em sua ótica.

Colles Frontais 

Para os espelhos primários mais grossas, há benefício com adicionais  com ventiladores soprando de frente junto com os fãs traseiros. Considere o quão expesso é seu espelho, e de onde você mora, antes de adotar os ventiladores frontais, uma vez que também depende do quão rápido a temperatura noturna costumam cair (veja os perfis de temperatura da sua cidade). Eu moro na parte centro-oeste dos Estados Unidos, e um pequeno ventilador, soprando nas costas é suficiente para espessuras de espelho até cerca de 1-1/2". Espelhos de cerca de 2" para 2-1/4" espessura necessitam de collers traseiros e frontais. Para a maioria dos locais, espelhos com espessura superior a  2-1/4" não irão acompanhar adequadamente a queda temperatura, independentemente da configuração de ventiladores. Nestes casos, os ventiladores frontais são necessários não só para remover calor, mas também para desestabilizar a camada limite. Ao utilizar ventiladores frontais com esse fim, será necessário um maior fluxo de ar em toda a frente do que o anteriormente  apenas para maximizar a perda de calor. 

Aviso que uma instalação de ventilador frontal livre de vibrações é mais difícil de realizar do que uma ventoinha traseira. Montando collers diretamente no tubo de um telescópio do tipo sólido é uma maneira de induzir microvibrações na imagem. Mesmo a tentativa de isolar o fã com uma camada de espuma, geralmente funciona parcialmente. Para telescópios de tubos sólidos, uma boa maneira de instalar um ventilador frontal direitamente na parede do tubo é montar o ventilador com um fino, elástico de borracha (ou mesmo tecido elástico como Spandex®). O diâmetro do elástico deve ser de cerca de duas vezes o tamanho do próprio ventilador, e tem uma apoio de plástico fixado na parte exterior para permitir o apoio, e um furo na parede do tubo. Este método funciona bem para os collers do tamanho de até 40 mm. (Não tente instalar uma alimentado de energia de computador comum como um ventiador frontal). Se precisar de mais fluxo de ar, use vários collers, em vez de um maior. 

Telescópios com estrutura do tipo treliça têm mais facilidade de instalação de ventiladores frontais pois normalmente existem um amplo espaço ao redor da caixa do espelho para posicionar os collers. A estrutura de madeira pesada também absorve mais vibrações do que a maioria dos tubos sólidos. 

Se você tiver um telescópio com um espelho espesso, mas não quer ter o trabalho de instalar ventiladores frontais, seu telescópio ainda se beneficiará com a instalação de ventiladores traseiros apenas. O arrefecimento da parte traseira irá ajudar a reduzir a diferença de temperatura na parte frontal do espelho, que por sua vez reduzir o efeito de refração da camada limite.

Defletor de Fluxo da Ventilação

Você pode otimizar o fluxo de ar de determinado tamanho de ventilador, certificando-se que o fluxo de ar seja corretamente direcionado. Desviar o fluxo simplesmente significa que as áreas de entrada e saída de do ventilador estão fisicamente separadas. Sem um defletor, o coller é menos eficiente (ou seja, você vai ter menos fluxo de ar do que o especificado para o coller), uma vez que parte do fluxo de ar recirculada continuamente de volta para o lado da entrada de ar.

Se estiver montando o ventilador a uma superfície de seu telescópio, este requisito o papel direcionador é executado pela própria superfície. Ventiladores que estão suspensos por elementos elásticos irão exigir um deflector separado. Isto pode ser feito simplesmente com a montagem do ventilador em um disco flexível, que é de uma ou duas polegadas maior do que o da carcaça do ventilador. Você também pode usar o disco como um local mais conveniente para prender os elásticos de fixação.

Vibração do Cooler 

Detectando Vribrações

Micro vibração na imagem frequentemente passa despercebida. A melhor maneira de detectá-la é através da análise do disco de Airy de uma estrela brilhante em alta ampliação, e verificando com os coolers ligados ou desligados. O tamanho do disco de Airy não deve mudar. Este teste requer ampliação de pelo menos 30X da abertura em polegadas (um artigo na Sky & Telescope de maio de 2004 descreve este teste com mais detalhes).

Fontes de Vibração 

Todos os cooler vibrão, e até mesmo os coolers mais suaves criam problema de micro vibração se montados incorretamente. As fontes primárias de vibração do ventilador são: 

a) o desequilíbrio das lâmina impulsoras;

b) ligeiras variações na configuração de aerofólio de cada uma das lâminas (chamado de "desequilíbrio de reação") ;

c) ressonância de rolamento. 

Desequilíbrio do rotor é causado porque as pás do ventilador não tem exatamente o mesmo peso, e cria forças de vibração que atuam no plano da caixa do ventilador. Variações do aerofólio criam forças de vibração ao longo do eixo do ventilador. A pressão de ar que você pode sentir com a mão tem uma força igual e sentido oposto em cada pá do ventilador. A menos que todos as pás tenham exatamente o mesmo formato de aerofólio (e nenhum cooler tem), uma força cíclica será gerada coma freqüência e intencidade igual à velocidade de rotação do ventilador. 

Não tente resolver estes problemas de vibração escolhendo coolers que alegam ter rolamentos superiores ou operação "super-suave". Uma estratégia melhor é não usar mais fluxo de ar do que o necessário, e montar os coolers da maneira correta. Até mesmo um cooler barato não vai causar problemas se instalado da maneira correta,  ainda tenho que encontrar um cooler bom o suficiente para permitir a montagem direta na estrutura do telescópio. 

Finalmente, ventiladores com diâmetro menor, normalmente geram menos vibração. Esta é mais uma boa razão para satisfazer as exigências de fluxo de ar de seu telescópio usando o menor tamanho do ventilador  possível.

Encontrando Ventiladores Pequenos 

Coolers DC estão disponíveis numa grande variedade de tamanhos. Resista à tentação de usar apenas o que você tem por aí encontados em sua casa, já que há uma boa chance de que o tamanho seja o errado. Uma vez que você saiba onde procurar, os coolers estão disponíveis em uma ampla variedade de tamanhos e capacidades de ventilação por apenas alguns reais. 

A maioria das lojas de fontes eletrônicas vendem pequenos coolers DC. Escolha especificamente o cfm (pés cúbicos por minuto, veja tabela abaixo) de que você precisa para as especificações de seu equipamaneto.