Thermal Analyses Stefano Basso INAF – Astronomical Observatory of Brera November 18 th, 2008.

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1 Thermal Analyses Stefano Basso INAF – Astronomical Observatory of Brera November 18 th, 2008

2 Q=10!flusso termico [W] sulla linea superiore interna del tubo D1=0.19013!Diametro della prima lente (quella vicino al cielo) s1=0.025!spessore totale dlla lente R1=0.2549!raggio di curvatura y1=0.40857!distanza dalla superficie piana della 5a lente MP, EX, 1, 20E10! Young's modulus for material ref. no. 1 MP, DENS, 1, 8890! Density for material ref. no. 1 MP, NUXY, 1, 0.3! Modulo di Poisson for material ref. no. 1 MP, CTEX, 1, 13E-6 MP, C, 1, 800! calore specifico MP, KXX, 1, 0.8! conducibilità termica MP,EMIS,1,0.94 D2=0.12111!Diametro della seconda lente s2=0.02066!spessore totale della lente R2=0.19291!raggio di curvatura y2=0.33049!distanza dalla superficie piana della 5a lente D3=0.11742!Diametro della terza lente s3=0.01766!spessore totale della lente R3=0.96921!raggio di curvatura y3=0.252!distanza dalla superficie piana della 5a lente D4=0.13122!Diametro della quarta lente s4=0.035!spessore totale della lente R4sky=0.2221!raggio di curvatura R4ccd=0.20611!raggio di curvatura y4=0.21492!distanza dalla superficie piana della 5a lente D5=0.192!Diametro della quinta lente (quella vicino al CCD) s5=0.008!spessore della lente (in asse) R5=0.12089!raggio di curvatura y5=0.0! ORIGINE degli assi lato5=0.136 Dtubo=0.25!Dati geometrici del tubo Stubo=0.002 htubo=0.5 yCCD=0.01!distanza del CCD dall'origine. sCCD=0.01!spessore del CCD latoCCD=lato5 MP, EX, 6, 1! Young's modulus for material ref. no. 1 MP, DENS, 6, 8890! Density for material ref. no. 1 MP, NUXY, 6, 0.3! Modulo di Poisson for material ref. no. 1 MP, CTEX, 6, 1.3E-6 MP, C, 6, 515! calore specifico MP, KXX, 6, 10.15! conducibilità termica ET, 1, SOLID70!Brick conduzione termica a 8 nodi Mesh

3 CCD Temperature: -50°C tube: Emissivity out ) 0.1 (out) – 0.94 (in) Thermal conductivity (k): 10 W / (m K) Thermal input

4 Thermal radial gradient

5 Mechanical stresses

6 Q=1W Thermal load (heaters)

7 Q=10W L1: -75°C / -71°C L2: -65 °C / -63°C L3: -67°C L4: -71°C / -70°C L5: -76°C / -70°C Thermal load (heaters)

8 The temperature differences between the different lenses in a telescope without heaters will be very high The thermal gradient (in radial direction) in the lens near the CCD will be in the range of few degrees The distance of the last lens from the CCD does not influence the thermal gradient in a significant way The stress in the glass will be in the range of 2-10 MPa The thermal baffle is needed to reduce the view factor to the space for the first lens The thermal load needed to uniform the temperature (5-10 deg) would be about 10 W for each telescope (it could decrease optimizing the design). The design of the heat flow from the CCD assembly would be very useful with conducting links. Conclusions