Aggiornamenti dal Servizio Progettazione e Officina Meccanica I.N.F.N. Milano Consiglio di Sezione 20/6/2016 Coordinatore Simone Coelli AFFERENTI SERVIZIO.

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1 Aggiornamenti dal Servizio Progettazione e Officina Meccanica I.N.F.N. Milano Consiglio di Sezione 20/6/2016 Coordinatore Simone Coelli AFFERENTI SERVIZIO Andrea Capsoni Carlo Gesmundo Mauro Monti Fabio Tomasi Ennio Viscione BORSISTA Danilo Trotta

2 OFFICINA MECCANICA Proposta. SOSTITUZIONE DEL CONTROLLO NUMERICO PER FRESATRICE TIGER (circa 10 k€) CORSI FORMAZIONE 22/6/2016: seconda giornata METROLOGIA APPLICATA FLUIDI BIFASE - SIET (PC) Si propone un corso di approfondimento tecnologico sulla tecnica di brasatura, sotto vuoto ad alta temperatura (Salteco/Castolin) UFFICIO TECNICO Per FEA compositi. Calcolo parallelo: licenze HPC, indagine in corso licenza condivise. Acquisto computer dedicato.

3 RICHIESTE 2016 2016 - Servizio Progettazione e Officina Meccanica GRUPPI - ESPERIMENTI Collaboratori Tecnici (mesi*uomo) coordinatore CTER mesi-uomo Gr. I ATLAS30 %12 LHCb40 %23 VARIE Gr. III GAMMA30 %18 AEGIS 2 NEWCHIM 1 KAONNIS 1 VARIE Gr. II BOREX/SOX 1 VARIE 1 Gr. VVARIE 1 SERVIZIO totale100%60 Personale Collaboratore Tecnico afferente al Servizio12 x 5 = 60 mesi-uomo): RICHIESTE 2017 2017 - Servizio Progettazione e Officina Meccanica GRUPPI - ESPERIMENTI Collaboratori Tecnici (mesi*uomo) Coordinatore CTER mesi- uomo Gr. I ATLAS40 %18 LHCb30 %18 VARIE Gr. III GAMMA30 %18 AEGIS NEWCHIM 2 KAONNIS1 VARIE Gr. II DARK SIDE 1 BOREX/SO X 0,5 AUGER0,2 JUNO1 VARIE Gr. V ARDESIA 2 VARIE totale100%= 61,7 Personale Collaboratore Tecnico afferente al Servizio12 x 5 = 60 mesi-uomo):

4 Progettazione e realizzazione di un sistema di sostituzione da remoto del target di Galileo -Progettazione terminata -Realizzazione di un dummy per verifica della movimentazione terminata Realizzazione delle componenti da vuoto in corso e successiva verifica del funzionamente sotto vuoto Multi-target system per GALILEO (LNL)

5 Programmazione richieste di meccanica 2017 gruppo gamma * Realizzazione della camera di alloggiamento del nastro per b-decay Tape Station * Progettazione camera di scattering per b-decay Tape Station @SPES * Progettazione e realizzazione di un test-bench per avvolgimento del nastro

6 * Realizzazione di housing per rivelatori a scintillazione Progettazione e realizzazione di supporti per rivelatori al Si TRACE nella camera di scattering di Galileo - prototipo in ABS che e’ stato testato in camera di scattering di Galielo - misure puntuali del comportamento sotto vuoto previste con Michelato (LASA) Prossimo anno progettazione e realizzazione di supporto per un numero maggiore di rivelatori da realizzarsi in Al.

7 WIREBOND DETAIL Hypothesis: 128 WIREBONDS PER ASIC - Diam. 25 μm Total cross section area per ASIC: A = 0.062832 mm 2 Total cross section area per ASIC of the FE model : A m = 1.130976 mm 2 Factor: A m /A = 18 K Aluminum = 210 W/m K Equivalent ribbon: K eq = 210/18 = 11.7 W/m K WIREBONDS HAVE A THERMAL INFLUENCE ON THE SENSOR HOT SPOT thermal flux from ASIC to sensor 128 WIREBONDS ALUMINUM WIRE DIAMETER 25 μm 7

8 FULL STAVE UT STAVE type C THERMAL ANALYSIS RESULTS SENSORS TEMPERATURE PIPE TEMPERATURE SET TO -25 °C 8

9 STAVE THERMO-MECHANICAL DEFORMATION MAXIMUM DEFORMATION = 0.63 mm FIXED END SLIDING ALLOWED DEFORMATION AMPLIFICATION SCALE 1:65 PIPE TEMPERATURE SET TO - 25 °C THERMAL FIELD CALCULATED AT NOMINAL POWER THEN USED FOR THE STRUCTURAL FEA 9

10 STAVE MODAL ANALYSIS STAVE MODAL FREQUENCY SPECTRUM MODE 1 16.5 Hz 10

11 MODE 1 16.5 Hz MODE 2 44.2 Hz MODE 3 55.5 Hz MODE 4 83.8 Hz MODE 5 100.5 Hz MODE 6 131.7 Hz FEA MODAL RESULTS 11

12 TRACI LOCAL BOX- NEEDLE VALVES COLD BOX INSTRUMENTED DUMMY STAVE UNDER TEST CO 2 COOLING TEST TRACI V.1 2 P.A.C.L. COOLING PLANT COOLING TEST SET-UP IN MILANO THERMO-HYDRAULIC CHARACTERIZATION OF STAVE DETECTOR COMPONENTS PROPOSED FOR THE DESIGN 12 CO 2 BOILING IN VERTICAL «SNAKE» PIPE 2 mm I.D. POWER SUPPLY DAQ

13 FLOW RESTRICTOR MEASUREMENT 13 INLET CONNECTION: SWAGELOK ORIFICE 0,01 INCH = 0,25 mm I.D. OUTLET CONNECTION: I.D. 2 mm PIPE COILED 1 LOOP DATE2016-04-19 STAVE“C” FLOW DIRECTIONUPWARD INSULATIONARMAFLEX STAVE INLETRESTRICTOR 0,254 mm STEADY-STATEOK TRACI P SET POINT17 bar A SATURATION TEMP -23°C HEATER POWER75 W “nominal” MASS FLOW-RATE0,84 g/s ( TRACI V.1 LIMIT) CALCULATED X out32 % PRESSURE DROPbar INLET LINE WITH ORIFICE2,875 EVAPORATOR (STAVE)0,314 OUTLET LINE0,034 THE MEASURED RATIO BETWEEN THE DP OF THE CIRCUIT COMPONENTS SHOULD GUARANTEE THE STABILITY IN THE EVAPORATING PARALLEL CHANNELS RATIO 1:10

14 From the thermal management point of view: The design and test of all cooling related components of the UT detector is well advanced, in particular the manifold and distribution system The correct operation of the CO 2 cooling system for a single stave with a snake pipe has been demonstrated by measurement and simulation We had these Engineering Design Reviews: «Stave construction EDR», CERN, 19 June 2015 «LHCb CO2 cooling EDR», CERN, 3 December 2015 The «LHCb UT Detector Cooling requirements» document has been released. 14

15 STAMPANTE 3D STRATASYS FORTUS 250 MODELLI ESEGUITI DA VARI GRUPPI