The influence of operation parameters on the drying of spherical porous particles containing a mixture of solvents evaporating into nitrogen in a continuously worked vibrated fluid-bed dryer was studied. A simulation based on the analytical solution to heat and mass transfer equations was applied and modifications were suggested.   Four different ternary liquid mixtures were selected: Acetone-Chloroform-Methanol (ACM), Ethanol- 2-propanol-Water (EIpW), Water-Ethanol-Ethyl Acetate (WEEa) and Ethanol-Methylethylketone- Toluene (EMekT). For the solid, physical properties of Pyrex was used.   Comparison of composition- and temperature- profiles indicated that there is no resistance against heat transfer within the solid and that the heat transfer is much faster than mass transfer.   Selectivity diagrams were drawn. The results indicated that selectivity is an important parameter in predicting the drying behavior.   The retention ratio was studied as performance parameter. Its variation was studied in response to changes in operation parameters, including gas velocity and temperature, as well as solid temperature and particle size.   A  modification  to  the  model  was  examined  by  assuming  a  liquid-content-dependent  diffusion resistance factor. It was observed that implementing such an assumption yields decreased values for retention ratios.   The  effect  of  vibration  on  heat  and  mass  transfer  coefficients  was  included  using  a  correlation suggested by Sbrodov and the resulting effect on retention ratio was examined. / Inverkan   av   driftparameter  på  torkning  av   sfäriska  porösa  partiklar  som   innehåller lösningsmedelblandningar som avdunstar i kväve i en kontinuerligt viberande fluidbädd-tork studerades.  En  simuleringsmodell  baserad  på  den  analytiska  lösningen  till  värme-  och materieöverföringsekvationerna användes och ändringar föreslogs.   Fyra  olika  tärnar  vätskeblandningar  valdes:  aceton-kloroform-metanol(ACM),  etanol-2- propanolvatten,(EIpW),     vatten-etanol-etylacetat     (WEEa)     och     etanol-metyletylketon- toluen(EMekT). För den fasta fasen användes fysikaliska egenskaper liknande Pyrex.   Sammansättnings-  och  temperatur-profiler  visade  att  det  inte  finns  något  motstånd  mot värmeöverföring  i  den  fasta  fasen  och  att  värmeöverföringen  sker  mycket  snabbare  än materieöverförningen.   Selektivitetsdiagram ritades. Resultaten indikerar att selektivititen är en viktig parmeter för att förutsäga beteendet vid torkning.   Retentionsförhållandet  användes  som  ett  prestandamått.  Dess  variation  med  avseende  på förändringar av  driftsparmetrar,  bland  annat  gasen  hastighet  och  temperatur  samt  den  fasta  fasens temperatur och partikelstorlek, studerades.   En modifiering av modellen undersöktes genom att införa en vätskehalts-beroende faktor för diffusionsmotståndet. Detta minskade värdena på retentionsförhållandena.   Vibrationens inverkan på värme- och materieöverföring infördes genom att använda Sbrodov samband, och den resulterande effekten på retentionsförhållandet observerades.

Gravity is the main driving force for groundwater flow, and both landscape topography and geology distribute the effects of gravity on groundwater flow.  The groundwater table defines the distribution of the potential energy of the water. In humid regions where the bedrock permeability is relatively low and the soil depth is sufficiently shallow, the groundwater table closely follows the landscape topography and, thus, the topography controls the groundwater circulation in these regions. In this thesis, I investigate multi-scale topography-controlled groundwater flow, with the goal of systematizing the spatial distribution of groundwater flow and assessing geological parameters of importance for groundwater circulation.  Both exact solutions and numerical models are utilized for analyzing topography-controlled groundwater flow. The more complex numerical models are used to explore the importance of various simplifications of the exact solutions. The exact solutions are based on spectral representation of the topography and superpositioning of unit solutions to the groundwater flow field. This approach is an efficient way to analyze multi-scaled topography-controlled groundwater flow because the impact of individual topographic scales on the groundwater flow can be analyzed separately.  The results presented here indicate that topography is fractal and affects groundwater flow cells at wide range of spatial scales. We show that the fractal nature of the land surface produces fractal distributions of the subsurface flow patterns. This underlying similarity in hydrological processes also yields a single scale-independent distribution of subsurface water residence times which have been found in distributions of solute efflux from watersheds. Geological trends modify the topographic control of the groundwater circulation pattern and this thesis presents exact solutions explaining the impact of geological layering, depth-decaying and anisotropic hydraulic conductivity on the groundwater flow field. For instance, layers of Quaternary deposits and decaying permeability with depth both increase the importance of smaller topographic scales and creates groundwater flow fields where a larger portion of the water occupies smaller and shallower circulation cells, in comparison to homogeneous systems. / Gravitationen är den mest betydelsefulla drivkraften för grundvattenströmning. Topografin och geologin fördelar vattnets potentiella energi i landskapet. Grundvattenytans läge definierar vattnets potentiella energi, vilket är ett randvillkor för grundvattnets strömningsfält. I humida områden med en relativt tät berggrund och tillräckligt tunna jordlager, följer grundvattenytan landskapets topografi. Därav följer att grundvattenströmningen är styrd av topografin i dessa områden. I denna avhandling belyser jag den flerskaliga topografistyrda grundvattenströmningen. Min målsättning har varit att kvantitativt bestämma grundvattenströmningens rumsliga fördelning samt att undersöka hur olika geologiska parametrar påverkar grundvattencirkulationen. Jag har använt såväl numeriska modeller som analytiska lösningar, för att undersöka hur topografin styr grundvattenströmningen. De numeriska modellerna är mer komplexa än de analytiska lösningarna och kan därför användas för att undersöka betydelserna av olika förenklingar som finns i de analytiska lösningarna. De analytiska lösningarna är baserade på spektralanalys av topografin, samt superponering av enhetslösningar, där varje enhetslösning beskriver hur en specifik topografisk skala påverkar grundvattnets strömningsfält. Detta är ett effektivt tillvägagångssätt för att undersöka flerskaliga effekter av topografin, eftersom påverkan av varje enskild topografisk skala kan studeras separat. Resultaten som presenteras indikerar att topografin är fraktal och att den ger upphov till cirkulationsceller av varierande storlek som även dessa är av en fraktal natur. Denna grundläggande fördelning i grundvattnets strömningsfält ger upphov till att grundvattnets uppehållstid i marken följer ett självlikformigt mönster och kan förklara uppmätta tidsvariationer av lösta ämnens koncentrationer i vattendrag efter regn. Geologiska trender påverkar hur grundvattenströmningen styrs av topografin. De exakta lösningar som presenteras här, beskriver hur geologiska lager samt djupavtagande och anisotropisk hydraulisk konduktivitet påvekar grundvattnets strömning. Exempelvis är betydelsen av mindre topografiska skalor viktigare i områden med kvartära avlagringar och en berggrund med djupavtagande konduktivitet, än i områden med homogen bergrund utan kvartära avlagringar. Dessutom är en större andel strömmande vatten belägen närmare markytan i de förstnämnda områdena. / QC 20100802

This report details the development and validation of a model for the simulation of supported liquid membrane processes, as applied to the extraction of lanthanides. Supported liquid membranes are systems where two phases, usually aqueous, are separated by a third phase, typically organic, which acts as a membrane, in order to separate solutes from one phase to the other. The model employs an analytical solution to the diffusion equation for the organic phase and linear approximations of the resistances to mass transfer in the aqueous phase boundary layers. The goal of this model is to underline the importance of taking these boundary layer resistances into account. / Detta arbete introducerar, deriverar och evaluerar en matematisk modell för simulering av vätskemembranprocesser, tillämpat på vätskeextraktion av lantanider. Immobiliserade vätskemembran betecknar system där två faser oftast vatten, separeras av en tredje organisk fas som agerar membran för att separera och transportera lösta komponenter från den ena vattenfasen till den andra. Modellen utnyttjar sig av en analytisk lösning till diffusionsekvationen för den organiska fasen och linjära approximationer för motstånden mot masstransport i de båda vattenfasernas gränsskikt. Målet med modellen är att understryka vikten av att inkludera dessa gränsskikt i beräkningarna.

The discovery of metamaterials has led to major advances in different fields of physics including optics, microwave engineering and acoustics. Specific to theoretical electromagnetism, the introduction of metamaterials have led to the development of negative-index materials (NIMs) with simultaneous negative permittivity and negative permeability with backward-wave propagation. In recent studies, exact analytical solutions for wave propagation from a step/graded-index interface between a right-handed material (RHM) and a left-handed material (LHM) have been obtained. This study attempts to provide numerical validation of the analytical solutions obtained by Dalarsson et al. by using the simulation tool CST. An square-SRR/strip-wire unit element was designed, with real part of relative permittivity equal to -1.96 and real part of relative permeability equal to -1.01. Such unit elements were orderly structured to produce a NIM structure. Furthermore, a positive-index material (PIM) structure was produced by reversing the sign of the material properties of the NIM. Both the results for the step- and graded-index interfaces have shown to possess backward-wave propagation for a normal incidence angle. The graded-index interface profiles have a more smooth and continuous wave propagation between the materials, which counteracts the effects of discontinuous material transitions present in step-index interface profiles. However, because the results of the present study were considerably affected by unwanted field effects, the analytical solutions are only qualitatively validated, and not validated in terms of their numerical accuracy. / Upptäckten av metamaterial har lett till stora framsteg inom olika fysikområden inklusive optik, mikrovågsteknik och akustik. Specifikt för teoretisk elektromagnetism, har introduktionen av metamaterial lett till utvecklingen av negativa indexmaterial (NIM) med samtidig negativ permittivitet och negativ permeabilitet med bakåtvågsutbredning. I nyligen genomförda studier, har exakta analytiska lösningar för vågutbredning över ett steg-/graderat- indexgränssnitt mellan ett högerhänt material (RHM) och ett vänsterhänt material (LHM) erhållits. Denna studie försöker tillhanda-hålla numerisk validering, med hjälp av simuleringsverktyget CST, av de analytiska lösningar som erhållits av Dalarsson et al. En square-SRR/strip-wire enhetselement designades, med realdelen av relativ permittivitet lika med -1,96 och realdelen av relativ permeabilitet lika med -1,01. Sådana enhetselement strukturerades för att producera en materialstruktur med negativt index. Dessutom producerades en materialstruktur med positivt index (PIM) genom att vända tecknet av materialegenskaperna hos det negativa indexmaterialet (NIM). Både resultaten för steggränssnittet och det graderade indexgränssnittet har visat sig ha bakåtvågutbredning för vinkelrätt infall. De graderade indexgränssnittsprofilerna har en mer jämn och kontinuerlig vågutbredning mellan materialen, vilket motverkar effekterna av diskontinuerliga materialövergångar som finns i stegindexgränssnittsprofiler. Men eftersom resultaten av den aktuella studien påverkades avsevärt av oönskade fälteffekter, har de analytiska lösningarna validerats endast kvalitativt och valideras inte i termer av deras numeriska noggrannhet.