Kryoteknik
Cryogenics

MMT020F, 7,5 högskolepoäng

Gäller från och med: Höstterminen 2015
Beslutad av: FN3/Per Tunestål
Datum för fastställande: 2015-01-08

Allmänna uppgifter

Avdelning: Industriell Produktion
Kurstyp: Ren forskarutbildningskurs
Undervisningsspråk: Engelska

Syfte

Kryoteknik är tekniken och läran om det fenomen som inträffar vid en temperatur under 120 K. Kryoteknik är basen för en miljardindustri och är en central teknik som utnyttjas inom bl.a. produktion och användande av gaser inom industrin, flytande naturgas, högenergifysik, rymdforskning och fusionsenergi. Det är även en viktig teknologi inom större forskningsprojekt t.ex. European Spallation Source (ESS). Kursen kommer att betona de tekniska aspekterna inom kryoteknik, inkluderande: kryotekniska egenskaper hos material, luftseparation, kylning och kondensering, konstruktion av kryostater, instrument, säkerhetsaspekter inom kryoteknik och frysmediernas egenskaper. Verklighetsförankrade exempel inom industri- och forskningsvärlden kommer att tas upp under kursen, bl.a. från ESS. Kursen består av föreläsningar och designprojekt baserat på verkliga problem.

Mål

Kunskap och förståelse

För godkänd kurs skall doktoranden

• Visa kunskaper inom grunderna för kryoteknik
• Förstå tillämpningarna av kryoteknik inom industrin och forskningsanläggningar
• Förstå omfattningen av de tekniska problem som förknippas med kryoteknik

Färdighet och förmåga

För godkänd kurs skall doktoranden

• Tillämpa grundläggande principer inom kryoteknik för att lösa tekniska problem
• Använda kunskaperna för att självständigt söka upp och lära sig mer om kryoteknik

Kursinnehåll

Kursens innehåll är uppdelat i ett antal olika ämnen som ger en bred bakgrund gällande kryoteknik. Olika frysmediers (helium, kväve, syre och väte) egenskaper kommer att undersökas. Beskrivning av egenskaper för olika material vid kryogeniska temperaturer. Grunderna för kryoteknisk kylning, termodynamiska cykler, värmeväxlare och kompressorer beskrivs. Tillämpningarna och designen av olika kryokylare (Pulse tube, Stirling, GM, JT) ses över. Tillämpning, produktion och behovet av He II, som används för att kyla systemet under 1 K presenteras. Beskrivningar av termiska isoleringssystem och designen av kryostatiska system som även inkluderar flerskiktsisolering och strukturella stöd kommer att ges. Andra områden som kommer att tas upp på föreläsningarna är: säkerheten gällande kryoteknik, kryotekniska instrument, separation av luft, flytande naturgas, flytande kväve, grunderna vid supraledning och supraledande magneter, kryoteknisk utrustning och användning av kryoteknik inom rymdindustrin. En kortfattad överblick gällande projektledningens principer och villkor kommer även att presenteras.

Kurslitteratur

Ingen speciell bok kommer att användas. Däremot kommer en lista med rekommenderad litteratur att finnas.

Kursens undervisningsformer

Undervisningsformer: Föreläsningar, projekt, studiebesök

Kursens examination

Examinationsformer: Skriftlig tentamen, skriftlig rapport, inlämningsuppgifter. Projektrapporten skall presenteras både skriftligt och muntligt.
Betygsskala: Underkänd, godkänd
Examinator:

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: Studenten bör ha förkunskaper inom värmeöverföring, termodynamik eller motsvarande kurs för kemi och fysikstudenter.
Urvalskriterier: Kursen riktar sig mot ingenjörstudenter inom maskin-, fysik-, kemiteknik samt studenter inom kemi och fysik.

Övrig information

Kursansvarig John Weisend john.weisend@esss.se

Kurstillfällesinformation

Kontaktinformation och övrigt

Kursansvariga:
Hemsida: www.iprod.lth.se