<p>During this master thesis, wear and friction properties for the high-temperature alloy Kanthal APMT were studied. The results were also compared to 253MA. The initial tests showed, among other things, that the surface fineness of the muffle tubes matters in real applications like conveyor belts. A 253MA-sample wear-tested against a 253MA-tube showed lowest wear at 900°C while a pre-oxidized APMT-sample wear-tested against a APMT-tube had the lowest mean value of the friction force at 1100°C, compared to all other tests.</p>

During this master thesis, wear and friction properties for the high-temperature alloy Kanthal APMT were studied. The results were also compared to 253MA. The initial tests showed, among other things, that the surface fineness of the muffle tubes matters in real applications like conveyor belts. A 253MA-sample wear-tested against a 253MA-tube showed lowest wear at 900°C while a pre-oxidized APMT-sample wear-tested against a APMT-tube had the lowest mean value of the friction force at 1100°C, compared to all other tests.

Elproduktion är en viktig del i dagens samhälle och hur man producerar elen har blivit en viktig fråga som diskuteras flitigt i Sverige och i omvärlden. I Sverige har elanvändningen och elproduktionen varit i närmaste oförändrad sedan 90-talet. Elanvändningen i Sverige är ca 140 TWh per år och drygt 40 % av detta produceras av kärnkraften. Detta medför att kärnkraften är en viktig del av den Svenska elproduktionen. Kärnkrafts-bolagen som äger kärnkraftverken i Sverige letar alltid efter sätt för att förbättra säkerheten på sina anläggningar samt att genomföra verkningsgradsförbättringar som minskar bränsleanvändningen. Det här arbetet inriktar sig på att öka produktionsförmågan genom att genomföra en verkningsgradsförbättring. Rapporten använder sig av en kvantitativmetod och behandlar vilka förutsättningar samt lösningar det finns till att sänka kylvattentemperaturen vid kärnkraftsanläggningen i Forsmark. Arbetet begränsar sig till att endast ge en överblick för vilka lösningar som finns. Ingen av lösningarna undersökas på djupet med undantag på mammutpumpar. Forsmark kärnkraftsanläggning består utav tre stycken reaktorer och använder tillsammans ca 145 m3/s kylvatten för att kyla ner ångan i turbinkondensatorerna. Att sänka temperaturen på kylvattnet med en grad innebär en verkningsgradsförbättring på 0,444 % vilket är utrett i rapporten. En sådan förbättring innebär att Forsmarks reaktor 3 ökar sin nettoeffekt med 5,25 MW. Att sänka kylvattentemperaturen kan göras på många sätt och i denna rapport ansågs det vara relevant att undersöka lösningar som lyfter upp bottenvatten eller blandar om vattnet ifrån olika nivåer i havet. De lösningarna som undersöktes var mammutpumpar, luftridå en vägg längst ytan, utgrävning av kylvattenkanal, förlängning av existerande kanal, djupvattenintag och strömbildare på botten. Den lösning som ansågs vara den mest attraktiva lösningen var luftridå och det var på grund utav att dess fördelar var många och dess nackdelar inte var alltför stora. De slutsatser som görs i denna rapport kan användas i andra reaktorer runtom i världen som har liknande förutsättningar.

Moderna byggnader kan ställa krav på komplicerade brandtekniska lösningar eftersom de kan vara komplexa och inte bestå av konventionella arkitektoniska byggnadsdelar. De stora komplexa byggnaderna kan medföra att brandförhållandena i byggnaden avviker signifikant från de förhållanden som ligger till grund för de traditionella dimensioneringsmetoderna. När dimensionering av komplexa byggnader inte genomförs med traditionella dimensioneringsmetoder, såsom naturliga eller nominella brandförlopp, kan lokal brand eller avancerade brandmodeller användas. Storleken på den lokala branden som används vid dimensionering kan beräknas enligt Eurokod 1 appendix C där appendix E ska användas för att beräkna brandintensiteten. EKS 10 åberopar att appendix E inte får användas utan istället ska brandintensiteten bestämmas genom Boverkets allmänna råd om brandbelastning (BBRBE). Syftet med arbetet var att studera dimensionerande brand vid tillämpning av lokal brand i hyllställningar där brandintensitet, hyllställningens dimensioner och lagringssätt varieras. De temperaturer som uppkommer i brandens centrumlinje var av intresse att undersöka eftersom förhöjda temperaturer kan påverka bärförmågan i bärverket. Målet med arbetet var att tillhandahålla en komplett metod för dimensionerande brand i livsmedelsbutiker. Två metoder tillhandhölls och de utvärderades mot en tredje beräkningsmetod samt mot flödesberäkningskoden FDS för att tydliggöra vilken av de tre handberäkningsmetoderna som var mest lämplig att använda vid beräkning av temperaturer vid lokal brand. Arbetet har utgått från en typisk hyllställning från ett tidigare arbete som har modellerats i FDS. Dimensionerna på den typiska hyllställningen har varierats i arbetet, där fyra olika bredder och höjder har använts. I hyllställningarna har bränslepaket modellerats och ska motsvara en antagen bränslekonfiguration med varierande brandintensitet. Det resulterade i att 36 scenarier simulerades i FDS i 300 sekunder där antändningen var momentan. Från resultaten kunde två nya beräkningsmetoder tillhandahållas, förenklad faktormetod (FFM) och partialkoefficientmetoden (PKM). De två metoderna utvärderades mot den tidigare Ludvigsson-Rydstedts metod (LRM) samt FDS i fallstudier. Fallstudierna genomfördes på tidigare tillhandahållen data samt från en FDS simulering över ett helt brandförlopp från detta arbete. Slutsatser som erhållits utifrån resultaten och de framtagna beräkningsmetoderna är: Av hyllställningens bredd, höjd och brandintensiteten är bredden den parameter som påverkar de beräknade temperaturerna mest vid lokal brand i hyllställning. De temperaturer som uppkommer vid lokal brand i hyllställning påverkas av både brandeffekten från en hyllställning samt brandintensiteten på bränslepaketens ytor. Vid lokal brand i hyllställning kan bärverk påverkas eftersom de uppkomna temperaturerna i några scenarier översteg den kritiska temperaturen för stål. Appendix C i Eurokod 1991-1-2 kan anpassas till brand i hyllställningar om hänsyn tas till brandens startpunkt samt projicerad brandeffekt. 2/3 av hyllställningens höjd är mest lämplig att använda som starthöjd för branden i de framtagna metoderna. Generellt visade metodutvärderingen att LRM gav temperaturer som var konservativa i förhållande till FDS. PKM gav temperaturer som stämde överens med temperaturerna från FDS medan FFM gav något lägre temperaturer jämfört med PKM.

I byggnadsprojekt strävar entreprenörerna efter att ha så få arbetsmoment som möjligt och därmed arbeta effektivare och minska på kostnaderna. I de byggnadsprojekt som genomsläpp föreskrivs händer det att entreprenörerna klagar eftersom det kan vara omständligt att utföra och medföra fler arbetsmoment. Genomsläpp är intermittenta betongupplag som har uppgiften att fördela lasten från betongplatta/kantbalk ned till betongfundament eller betongsulor på packad fyllning eller likvärdigt. Genomsläpp gör att laster kan fördelas samtidigt som en isoleringsmöjlighet av grunden uppkommer.  Genomsläpp är en alternativ lösning eftersom cellplast inte kan placeras under fundamenten/sulorna på grund av lastskäl. Runt en byggnad kan det behövas många genomsläpp som bidrar till omständliga- och fler arbetsmoment. Syftet med detta examensarbete är att undersöka genomsläpps påverkan för temperaturer, värmeförluster och fuktsäkerhet. Detta genom att undersöka hur golvtemperaturer, köldbryggor, värmekudden under byggnader och golvvärme påverkas av genomsläpp. Undersökningen genomförs genom en litteraturstudie, intervjustudie, modellering, beräkningar och analyser. Modelleringen och beräkningar har genomförts med datorprogrammen Revit och Heat2. Resultaten visar att genomsläppen påverkar golvtemperaturen längs med ytterväggarna väldigt mycket, medan påverkan på golvtemperaturen längs med innerväggarna kan försummas. Golvtemperaturen varierar endast lite då genomsläppens dimensioner och s-avstånd ändras. Det framgår tydligt genom alla beräkningar att genomsläppens påverkan på köldbryggorna är betydligt större än om det inte är några genomsläpp alls. Desto mindre genomsläpp och desto mer isolering, desto mindre kommer köldbryggan att bli. Köldbryggorna är stora vid genomsläpp eftersom det är lite isolering runt och ingen isolering där genomsläppen är placerade. Genomsläpp påverkar värmekudden under byggnader negativt. Hur stor påverkan är beror på flera faktorer som bland annat byggnadens storlek, tätskikt på golvet och geografisk plats. Kombinationen genomsläpp med golvvärme visade sig inte rekommenderas och bör undvikas för att undvika framtida problem och skador. / In construction projects building contractors generally strive for efficiency. In projects where intermittent concrete supports in slabs/slab edges are used contractors sometimes express discontent due to complicated production methods. Intermittent supports are used to distribute the load from a slab or slab edge to the foundation on e.g. compacted fill. It is a method which sometimes can be required since the insulation of the slab is not capable of being loadbearing. This thesis aims to research how intermittent supports affects temperature in concrete slabs, heat loss and issues related to humidity. Methods used to research these subjects are studying of literature, interviews, software modeling, calculations and analysis. Softwares used in modeling are Autodesk Revit and Heat2. Results show that intermittent supports affect floor temperatures along walls in the climate screen to a great extent, while floor temperatures along inner walls are barely affected. It is also shown that center distance between supports are of minor importance. Calculations show that intermittent supports have an obvious impact on thermal bridges. Less insulations lead to less thermal bridges, and vice versa. When insulation is placed between the concrete slab of a heated building and the ground, the ground gets a, to some extent, lasting heating. Intermittent supports have a negative impact upon this heating of the ground, though depending on several factors such as size of the slab and the geographical location. Analysis also show that the combination of intermittent supports and under floor heating is not recommended in respect of humidity-related problems.

This paper examines the phenomenon known as urban heat island and its consequences on public health, pollution and how it can affect energy use in homes and workplaces. Moreover, in this paper it has been discussed how city and regional planners can reduce high temperatures impact on Swedish urban areas. Lastly the phenomenon’s presence and visibility have been studied in a Swedish context. This has been executed by studying reports and papers published by Swedish government agencies, analyzing Swedish municipalities comprehensive plans and by interviewing the city Architect of Umeå.The conclusion that can be drawn from the result of this paper is that the urban heat island phenomenon will be more prominent and will be having a relatively large impact on Swedish urban areas in the future. The study done for this paper also show that higher temperatures in urban areas can make an impact on public health, especially children and elderly might endure health disadvantages during a heat wave. Higher temperatures in cities abroad are linked with a higher usage of expensive air conditions and higher levels of air pollution. However, there are multiple measures that can be implemented in urban areas that can reduce the consequences of higher temperatures. This essay presents multiple adjustments for urban areas. However, the studies done for this paper show that Swedish government and municipal officials’ knowledge about urban heat islands are either quite poor or are rarely taking measures to adapt urban areas to higher temperatures.

Spin-vortices in vertically spaced pairs of thin elliptical Permalloy nanoparticles are investigated. The two vortex cores with parallel out-of-plane magnetization exhibit a strong monopole-like attraction through the spacer much thinner than the core length, thus forming a bound core-core pair. The material of the spacer is designed to suppress both direct and indirect exchange interactions, so the remaining inter-vortex coupling is purely dipolar. In the investigated vortex pairs, the in-plane magnetization in the vortex periphery, outside the vortex cores, curl in opposite directions (have opposite chirality). As a result, the two cores move in opposite directions in response to an in-plane magnetic field, the Zeeman effect of which acts to decouple the core-core pair. This leads to unique dynamics of the spin-vortex parallel-core/antiparallel-chirality pair, which strongly depend on whether the pair is coupled or decoupled. In the coupled state, the cores are held close together by the core-core attraction, which results in short-radius oscillations and a resonance frequency of about 2 GHz for the main rotational eigen-mode. In the decoupled state, the cores are separated by a distance much greater than the core length and gyrate independently with a resonance frequency of the order of 100 MHz. The dynamics of the vortex pair are investigated at 77 K, where there is a bistability between the coupled and decoupled core states. Resonant excitations are used to decouple the cores with pulses of ∼10 Oe in amplitude and ∼100 ps in duration. The ability to decouple a vortex pair using such fast low-power pulses can be useful for multifrequency oscillators and vortex based memory. A search for quantum effects is undertaken at sub-Kelvin temperatures using a dilution refrigerator. Square pulses of 100 ns duration and amplitudes of the order of 1 Oe are applied in-plane to bring the system closer to decoupling, giving the cores a chance to tunnel through the barrier between the coupled and decoupled states. The amplitude required for decoupling is measured as a function of temperature and a leveling off in the decoupling probability is seen below 400 mK, giving some indication of core tunneling. Macroscopic quantum tunneling of magnetization is interesting from the fundamental physics point of view, e.g., as a model system for studying the measurement paradox in quantum mechanics, as well as for current and future computer technology in terms of understanding the ultimate limitations of miniaturizing magnetic memory elements. / I detta arbete studeras spinnvirvlar i elliptiska skivor av Permalloy ordnade i vertikala par. Kärnor av parallell vertikal magnetisering attraherar varandra likt monopoler genom en film mycket tunnare än kärnorna och bildar därmed ett sammankopplat par. Materialet i filmen mellan virvlarna är designat för att förhindra både direkt och indirekt utbytesväxelverkan och lämnar endast kärnornas dipolväxelverkan. I de virvelpar som studeras går den plana magnetiseringen i virvlarnas periferi runt kärnorna åt olika håll (de har motsatt kiralitet). På grund av detta rör sig kärnorna åt olika håll vid applikation av magnetfält i planet (Zeeman effekten) vilket kan leda till att de kopplas isär. Detta ger virvelpar med parallella kärnor och antiparallell kiralitet unika dynamiska egenskaper som ändras med deras tillstånd, sammankopplade eller isärkopplade. I det sammankopplade tillståndet hålls kärnorna ihop av monopolattraktionen vilket gör att de bara kan röra sig i små banor kring sitt magnetiska masscentrum, med en resonansfrekvens på circa 2 GHz. I det isärkopplade tillståndet är kärnorna separerade med ett avstånd som är mycket större än kärnornas diameter, och de rör sig oberoende av varandra med en resonansfrekvens i storleksordningen 100 MHz. Virvelparets dynamik undersöks vid 77 K, där det finns en bistabilitet mellan det sammankopplade och det isärkopplade tillståndet. Pulser med längd ∼100 ps och styrka ∼10 Oe i resonans med det sammankopplade tillståndet används för att koppla isär kärnorna. Att kunna koppla isär dem med så korta lågeffektspulser kan vara användbart för virvelbaserade minnen och multifrekvensoscillatorer. Ett sökande efter kvanteffekter påbörjas vid temperaturer under 1 K med hjälp av en utspädningskyl. Fyrkantsvågor med en längd på 100 ns och en styrka i storleksordningen 1 Oe, orienterade i planet, används för att ge kärnorna en chans att tunnla genom barriären mellan det sammankopplade och det isärkopplade tillståndet. Den vågamplitud som krävs för att koppla isär kärnorna plottas mot temperaturen och kan ses plana ut under 400 mK, vilket ger viss indikation av tunnling. Dessa undersökningar av makroskopisk kvanttunnling av magnetisering kan vara användbar i grundforskning för att studera mätparadoxen i kvantmekanik, men också i modern datorteknologi för att förstå de absoluta begränsningarna i hur små magnetiska minneselement kan göras.

Naturgas är ett alternativ till oljebaserade bränslen. Ur ett miljöperspektiv är naturgasen fördelaktig eftersom den vid förbränning ger mindre utsläpp av miljöfarliga ämnen än olja. I en diesel dual-fuel motor används diesel och naturgas som bränsle. Naturgas består till största delen av metan. För att oskadliggöra den del av metangasen som inte förbränns i motorn krävs en avgaskatalysator som kan bryta ned det relativt stabila metanet vid låga temperaturer. Målet med det här kandidatexamensarbetet är att tillverka och testa tre olika avgaskatalysatorer för nedbrytning av metan. De tre katalysatorer som valdes för tillverkning och testning var Pd/Al2O3, Pd/SnO2 och In2O3/SnO2 (ITO). Valen baserade sig på att katalysatorerna som tillverkades skulle vara aktiva för nedbrytning av metan vid låga temperaturer. ITO sågs som en extra intressant kandidat eftersom In är billigare än ädelmetallen Pd. Pd/Al2O3 tillverkades med en kommersiell support och impregnering av Pd genom ”incipient wetness” (IW). Pd/SnO2 tillverkades på samma sätt. ITO tillverkades genom ”forward co-precipitation”. En monolit testades för varje katalysator. Vid ungefär 315 °C kunde 10 % omsättning av metan detekteras för alla tre katalysatorer. Pd/Al2O3 var den katalysator vars aktivitet förbättrades som mest då temperaturen ökade ytterligare. Katalysatorerna testades bara en gång. För att statistiskt säkerställa resultaten behöver upprepade tester göras. Resultaten överensstämmer delvis med tidigare studier. Slutsatsen av arbetet är att alla tre katalysatorer fungerar och att ITO skulle kunna vara en billigare men i övrigt likvärdig avgaskatalysator för en diesel dual-fuel lean burn motor vid 315 °C. Fler tester måste dock göras för att ta reda på om ITO verkligen är ett mer fördelaktigt alternativ.