Самостоятельная сборка камеры Вильсона

[Sergey K]

Собираю камеру Вильсона со студентами. Охлаждение решили организовать на элементах Пельте.

Вариант первый - стопка из двух элементов и воздушное охлаждение.
Вариант два - один элемент и радиатор на него в лед.

Не знаю какой вариант позволит задействовать больший объем рабочей камеры. Как вообще его можно оценить по мощности элемента "на глаз"? С корпусом рабочей камеры пока не определились, точно посчитать не могу. Может был у кого-то опыт обращения с этими элементами?

что кроме водо-спиртовых паров можно использовать для создания насыщенного пара, если не особо надеешься охладить сильнее, чем -30? -40?

[Parkhomuk]

Что конкретно Вы хотите получить от элементов пельтье? У меня есть опыт использования элементов ТМ-127-1,4-3,7. Максимум что смог "выжать" из одного элемента 10 Вт при температуре горячей стороны +50С, холодной -5С (температура на радиаторах). Эффективный каскад собрать не удалось. Были серьезные проблемы с тепловым контактным сопротивлением.
В Вашем случае я бы выбрал вариант 2 и лед ложил бы прямо на горячую сторону ТМ, думаю холодопроизводительность составила бы около 30 Вт на один элемент (ТМ-127-1,4-3,7).

[Munin]

Parkhomuk в сообщении #740614 писал(а):

Эффективный каскад собрать не удалось. Были серьезные проблемы с тепловым контактным сопротивлением.

А термопаста компьютерная в таких ситуациях не помогает?

[GAA]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Физика»

Оффтопик отделен в самостоятельную ветку Охлаждение серверов маслом

[Sergey K]

Parkhomuk вам нужно было на верхний элемент меньшее напряжение подовать. он ведь не просто свои ваты перекачивает, а еще и сам по себе греется.

а хочу я достичь температуры, чтобы внутри емкости образовался насыщенный пар.

[Parkhomuk]

Sergey K в сообщении #740775 писал(а):

вам нужно было на верхний элемент меньшее напряжение подовать

Можно и так, но я делал по-другому: собирал каскад "пирамидкой", но паразитные тепловые контакты все "кпд съели". В общем по соотношению цена/качество мой каскад уступал одному-единственному модулю.

Sergey K в сообщении #740775 писал(а):

а хочу я достичь температуры, чтобы внутри емкости образовался насыщенный пар.

А это сколько, в цыфирках?

Sergey K в сообщении #739966 писал(а):

что кроме водо-спиртовых паров можно использовать для создания насыщенного пара

Первое, что приходит на ум в качестве альтернативы это фреоны (лучше R11), тут можно и пузырьковую камеру сделать (два в одном так сказать). Второе - это водо-аммиачный раствор (но тут не уверен считать надо).

Munin в сообщении #740659 писал(а):

А термопаста компьютерная в таких ситуациях не помогает?

Пробовал разные пасты, даже с коэф. теплопроводности 8 Вт/мК (согласно производителю), но ничего хорошего не вышло, специальный компаунд (с k=1 Вт/мК), победил с заметным преимуществом.

[Sergey K]

Parkhomuk писал(а):

Первое, что приходит на ум в качестве альтернативы это фреоны (лучше R11), тут можно и пузырьковую камеру сделать (два в одном так сказать). Второе - это водо-аммиачный раствор (но тут не уверен считать надо).

вот и где посмотреть эти данные можно? температуру образования насыщенного пара при нормальном давлении?

Parkhomuk писал(а):

А это сколько, в цыфирках?

до -30 точно.

[Parkhomuk]

Sergey K в сообщении #740952 писал(а):

вот и где посмотреть эти данные можно? температуру образования насыщенного пара при нормальном давлении?

Например:
http://www.dpva.info/Guide/GuideMedias/CoolingAgents/R11/R11generalProperties/

Sergey K в сообщении #740952 писал(а):

до -30 точно.

Тяжко. При воздушном охлаждении радиаторов при н.у. Холодопроизводительность оч. низкая будет (если не каскад). Почему Вы вообще на элементах Пельтье остановили свой выбор?

[Sergey K]

Parkhomuk, дешево, надо расходников типа сухого льда, малый вес. собственно объем весьма малый, не больше литра-полтора.

[Munin]

Может, сначала на объёме порядка кубического сантиметра поэкспериментировать? Если космических частиц не хватает, чтобы там следы были, можно радиоактивный источник поднести.

[Sergey K]

к сожалению, для демонстрации малый объем не подходит, к тому же мы хотим сделать что-то вроде лабораторного применения - засунуть в поле и например, траектории альфа-частицы посмотреть, посчитать. хотя там сильно пригодится фотоаппарат.

хотя да, лучше для начала попробовать на маленьком.

[Munin]

Sergey K в сообщении #741073 писал(а):

к сожалению, для демонстрации малый объем не подходит

Во-первых, ещё не отменили микроскопы.

Во-вторых, установку малого объёма можно собирать как прототип установки большого объёма. Очевидно, малый объём охлаждать проще, если вы научитесь это делать, то приступать к большому объёму вы будете с уже наполовину отлаженным методом.

Sergey K в сообщении #741073 писал(а):

хотя там сильно пригодится фотоаппарат.

Регистрация - отдельная история. У вас могут быть фотоаппараты с большой выдержкой, разные способы подсветки, стробоскопия (?), да и камеру придётся проектировать так, чтобы было видно, что там внутри.

В реальных детекторах применяются способы "сброса" детектора, так чтобы очистить объём камеры от треков, и начать их сбор заново. Кажется, проще всего это делается с помощью поршня, меняющего давление в камере.

Вообще, увлекательная штука. Будут фотографии - поделитесь!

[e2e4]

Все мои эксперименты с каскадированием элементов Пельтье окончились отрицательно. Реально достигнуть на голой поверхности элемента (без радиатора и какой-либо полезной хладопроизводительности, но с хорошим радиатором на горячей части) температуру порядка -25 С при окружающей температуре +25...30 С.

[Sergey K]

e2e4, элементы один был? обдували радиатор?

[e2e4]

Как он мог быть один, если я написал, что собирал каскады, как вы и описали в первом сообщении? У меня каскад работал менее эффективно, чем единственный элемент, что предсказуемо в общем-то. Насчет рекордов по низкой температуре, то смутно вспоминаю, что вроде бы с двумя элементами, расположенными каскадом, но без охлаждения чего-либо полезного температура на холодной части второго элемента была ниже, чем удавалось достичь только с одним элементом. При этом также подтверждаю высказанное выше, что ко второму элементу надо подводить меньше электрической мощности, чем к первому. Но как только я пытался что-то охлаждать, температуры очень росли и овчинка выделки не стоила.

Радиатор не обдувал, т.к. он ощутимо не грелся (большой кусок оребреного алюминия, ему несколько десятков ватт - как слону дробина).