No description available.

As the whole world is facing and will face further challenges in the future in meeting the energy demand, thermonuclear fusion could be part of a future sustainable energy scenario. However, there are still many problems related to fusion that need to be addressed before implementing fusion energy in fusion power plants. One of the main issues is that of being able to handle the thermal energy of a fusion plasma inside the fusion device. This thesis focused on the predictions of a region called “pedestal” situated inside a fusion plasma. Predicting the pedestal physics is important because it is strongly correlated to the fusion thermal energy and a good performance of the pedestal is important to achieve high temperatures in the core of the plasma and hence produce more fusion energy. In order to predict the pedestal characteristics a theoretical model called EPED was developed and as of now it is acknowledged as the most successful model able to predict the pedestal. However, recent experimental data showed that this model is not accurate in predicting plasmas that have high separatrix density. In particular, this thesis studied the case of the experimental fusion device JET, that in 2011 went through a change in its wall’s materials. This change led to the necessity of increasing the gas fuelling in the device and consequently to higher separatrix densities. This work had the purpose of simulating this change in the Europed code and to test an improved model, together with the standard one, to predict the pedestal width that includes the effect of the separatrix density, identified in this thesis with the term 𝑛𝑒𝑠𝑒𝑝/𝑛𝑒𝑝𝑒𝑑. Results showed how the standard model has more logical and linear conclusions than the improved one, that has more complex and non-trivial predictions. The behaviour of the predicted pedestal is different for low and high values of 𝑛𝑒𝑠𝑒𝑝/𝑛𝑒𝑝𝑒𝑑 depending on many factors such as the pedestal position and gradient. Finally, the results from the model were compared with experimental data and it was noticed that there is an improvement of the pedestal width prediction with the improved model, however there is an overall overestimation of both height and width. / Eftersom hela världen stöter på och kommer stöta på fler utmaningar i att möta energibehoven i framtiden, så kan fusion vara en del av lösningen för ett framtida hållbart energiscenario. Det finns dock många problem som behöver lösas innan en fusionsreaktor kan bli verklighet. Ett av de främsta problemen är hur man ska kunna maximera temperaturerna i en fusionsreaktor utan att skada fusionsanordningen själv. Det här arbetet är fokuserat på att göra förutsägningar av temperaturen i och bredden på en region av fusionsplasmor som kallas ”pedestalen”. Att förutsäga dessa parametrar är ytterst viktigt då prestandan hos pedestalen starkt påverkar prestandan hos hela fusionsanordningen och därmed hur mycket energi som kan produceras. En teoretisk model vid namn EPED har tidigare utvecklats för att göra förutsägningar av temperaturen i och bredden på pedestalen. För tillfället så är EPED erkänd som den bästa modellen för att beskriva pedestalen. Nyligen så har dock experimentell data visat att den här modellen inte kan beskriva pedestalen i vissa fusionsplasmor med hög separatrixdensitet. Det här arbetet undersöker pedestalen i fusionsanordningen JET, som 2011 genomförde ett byte av väggmaterial. Detta byte ledde till att man behövde tillsätta mer gas till plasmat vilket i sin tur resulterade i högre separatrixdensiteter. Detta arbete har haft som mål att simulera detta byte med koden Europed och att testa en förbättrad modell, samt jämföra denna med standardmodellen. Detta för att förutsäga bredden på pedestalen när man tagit hänsyn till effekten av separatrixdensiteten som i det här arbetet identifieras av termen 𝑛𝑒𝑠𝑒𝑝/𝑛𝑒𝑝𝑒𝑑. Resultaten visade att standardmodellen har enklare men mindre nyanserade förutsägningar jämfört med den nya modellen som resulterar i mer komplicerade lösningar. Beteendet är olika för låga och höga värden på 𝑛𝑒𝑠𝑒𝑝/𝑛𝑒𝑝𝑒𝑑 beroende på många olika faktorer som pedestalpositionen och gradienten. Slutgiltligen så jämfördes resultaten från modellen med experimentell data och det märktes att det fanns en signifikant förbättring av resultaten med den nya modellen. Den nya modellen resulterade dock i en mindre överskattning av både höjden och bredden på pedestalen.

The most commonly used indicators of energy performance of existing buildings in Sweden, Specific Energy Use (SEU) and Primary Energy Use (PEU), are very rough measures that does not account for short term effects and therefore they are not necessarily well suited to evaluate climate performance of existing buildings. In this thesis the similar but slightly different indicators Miljöbyggnad Heat Power Demand (MHPD) (Värmeeffektbehov in Swedish) and Feby Heat Loss Number (FHLN) (Värmeförlusttal in Swedish), both indicators of Space Heat Power Demand (SHPD), has been evaluated as complementary indicators to SEU and PEU. SHPD focus on energy lost through transmission, infiltration, and ventilation and it is evaluated at Dimensioning Winter Outdoor Temperature (DWOT). The thesis has been done in cooperation with the consultancy company WSP and the housing company Rikshem. Rikshem has provided building construction data and energy data for a multi-dwelling building located in Norrköping, Sweden. The data has been used to find SHPD through (1) linear regression of the building energy signature, (2) simplified manual calculations, and (3) simulations in the dynamic energy calculation software IDA ICE. Results from the different methods and the use of the methods themselves have then been analyzed and compared. In a subsequent step different energy measures that affect SHPD has been simulated and the impact on both SHPD, SEU, and PEU has been evaluated to see both short term impact and impact on yearly energy use. For the studied building the SHPD-value for linear regression of energy signature was lowest (33.3 W/m2,Atemp), followed by the value for dynamic energy simulation (36.7 W/m2,Atemp). Highest was the value for simplified manual calculation (38.8 W/m2,Atemp). The relatively small difference indicate that it could be feasible to map a building stock using different methods. However, this study has been limited to examining one non-complex building and it is likely that many difficulties will arise if a larger set of buildings with different complexities and conditions would be analyzed. If worked with, these difficulties can likely be overcome through gaining more knowledge of the construction of buildings and measuring of hourly energy use for each building. Focus on SHPD of buildings would mainly favor improvement of buildings’ climate shells, and such measures are, in general, good for mitigation of negative climate impact of buildings. Depending on if the Miljöbyggnad- or the Feby- definition of SHPD is used, different ventilation heat recovery measures can be favored. Climate impact of the different ventilation heat recovery measures can be both negative and positive depending on composure of the energy system around the building and depending on boundaries of analysis.

Energy utilization as well as heating and cooling specifically constitutes a large share of the energy consumption in the EU. Reducing greenhouse gas emissions in this sector is thereby of importance to mitigate climate change and fulfill the criteria stated by the Paris Agreement of limiting the increasing global mean temperature to 1.5 °C. There are multiple ways in which cooling demand might be satisfied, including district cooling where the cold from a certain resource is distributed to the user through a network of pipes. This project considers the optimization of district cooling systems in industrial settings through a case study at Scania’s facilities in Södertälje which is located south of Stockholm, Sweden. Scania is a part of the manufacturing industry, producing trucks and busses. The factory uses a district cooling system with designed temperatures of 11 and 18 °C for the inlet and outlet respectively. However, the designed values are currently unable to be met. The share of cooling demand of three main end users in the factory, electrical cabinets, washing machines and processing machines, was considered. Furthermore, the temperature that each machine type theoretically could be supplied with was examined, showing that a higher supply temperature than 11 °C would still fulfill machine requirements for certain components. It was concluded that processing machines would be the most suitable for the implementation of improvement measures, such as increasing supply temperatures, considering the amount of cooling demand as well as required supply temperatures. Moreover, a MATLAB model to assess available cooling capacity for multiple streams at different temperature levels was developed and applied to the case study. End user components at Scania was divided into four streams depending on inlet and outlet temperatures required, showing that cooling demand for streams at higher temperature levels could be either partially or completely satisfied through the reuse of cold from lower temperature levels. This could be done by using the return from streams at lower temperature levels as inlet for streams at higher temperature levels. / Energisektorn, och däribland värme och kyla, utgör en stor andel av energiförbrukningen inom EU. Att minska utsläppen av växthusgaser inom denna sektor skulle därmed kunna ha betydelse för att reducera effekten av klimatförändringar och nå de mål som satts upp inom ramarna för Parisavtalet, nämligen att hålla ökningen av den globala medeltemperaturen under 1,5 °C. Det finns ett flertal sätt att tillfredsställa kylbehov. Ett exempel är fjärrkyla, där kyla distribueras från en central punkt till slutanvändare genom ett nätverk av rör. Det här projektet behandlar optimering av fjärrkylasystem i en industriell kontext genom en fallstudie genomförd på Scanias anläggningar i Södertälje söder om Stockholm. Scania är en del av tillverkningsindustrin och tillverkar lastbilar och bussar. Fabriken använder sig av ett fjärrkylasystem med designvärden för temperatur på 11 och 18 °C för respektive tillopp och retur. Dessa värden nås dock inte alltid i verkligheten, vilket innebär att systemets fulla kapacitet inte utnyttjas. Andelen kylbehov i ett antal byggnader för tre huvudsakliga slutanvändare, elskåp, tvättmaskiner och bearbetningsmaskiner, undersöktes. Vidare undersöktes också vilka temperaturer som varje slutanvändare måste förses med. Här visades att ett flertal komponenter och maskiner kan förses med en högre temperatur än den nuvarande temperaturen på 11 °C. Med mängden kylbehov och krav på tilloppstemperatur i åtanke blev slutsatsen följaktligen att bearbetningsmaskiner vore mest lämpade för att implementera förbättringsåtgärder, till exempel att höja framledningsstemperaturen. Därtill skapades en modell i MATLAB för att bedöma mängden kyla som finns tillgänglig för flera flöden på olika temperaturnivåer. Slutanvändare på Scania delades in i fyra olika kategorier beroende på krav på tillopps- och returtemperaturer, och vidare visades att kylbehovet för flöden på högre temperaturnivåer kunde delvis eller helt bli tillfredsställdagenom att återanvända kyla från lägre temperaturnivåer. Det skulle kunna göras genom att använda returen från flöden på lägre temperaturnivåer som tillopp för flöden på högre temperaturnivåer.

The cities bear a large role in the climate crisis. However, this also means that they have a big potential in the transition towards sustainable communities and a sustainable world. Up to 90 % of energy use within the urban water cycle is allocated to hot water heating for end users. A large portion of the heat that is provided to households in the form of hot water is lost through the drains. According to Schmid (2008), approximately 15 % of thermal energy supplied to conventional new buildings is lost through the sewers, while for new low-energy buildings, this number rises to 30 %. When buildings’ transmission, infiltration, and exfiltration losses decrease because of better building design, the share of losses to the drains can be expected to rise. In order to better utilize the heat still contained in the water that is flushed down the drains, wastewater heat recovery (WWHR) has been implemented and tested in various cities around the world. Wastewater (WW) is a reliable and renewable source of thermal energy with a relatively stable temperature throughout the year. Several techno-economi assessments, and a few lifecycle assessments have been conducted so far. However, no comparative lifecycle assessment of centralized and decentralized WWHR has been found. Bad or insufficient planning of WWHR can lead to competing technologies. Furthermore, uncoordinated decentralized WWHR can lead to the minimum influent temperature requirement of wastewater treatment plants (WWTPs) being jeopardized. Therefore, the environmental impact of centralized, and a future scenario with an increased amount of decentralized WWHR in Stockholm has been estimated and compared. This was achieved by systematically analyzing energy consumption, emissions, and natural resource extractions from manufacturing, transportation, operation, internal WWTP processes, biogas consumption, and disposal/recycling by developing a lifecycle assessment (LCA) model both in Excel and SimaPro. Centralized WWHR in Stockholm is compared with the case that 10, 20, …, 90, and 100 % of buildings installing shower wastewater heat exchanger (WWHEX). The decreased WW temperature and consequently the decreased centralized WWHR because of shower WWHR were estimated by calculating the resulting mixed WW temperature at the inlet of the sewer pipes, and adopting a simple model for the WW temperature decrease along the sewer pipes. The results of the lifecycle inventory (LCI), which was developed in Excel, were assigned to affected impact categories with the lifecycle impact assessment (LCIA). The midpoint and endpoint impact analyses of the ReCiPe2016 method showed that the centralized case has the lowest environmental impact per kWh WWHR. More specifically, the impacts of the centralized system were 0.131 kg CO2eq/kWh, 1.27×10-7 DALY/kWh, 3.73×10-10 terrestrial species years/kWh, 80.6 ktons CO2eqs, 1,780 DALYs, and 5.23 terrestrial species years. This can be-3-compared with the results of the 50 % decentralized case with 0.164 kg CO2eq/kWh, 1.59×10-7 DALY/kWh, 4.68×10-10 terrestrial species years/kWh, 82.8 ktons CO2eqs, 1,600 DALYs, and 4.72 terrestrial species years.The 100 % decentralized system had the biggest impact on all categories. The sensitivity of the model was inspected by varying major input parameters. / Städerna bär ett stort ansvar i klimatkrisen. Detta innebär också att städernas omställning är en nyckelfaktor för att uppnå hållbara samhällen och en hållbar värld. Upp till 90 % av energianvändningen inom den urbana vattencykeln går till varmvattenuppvärmning för slutanvändare. En stor andel av värmen som förses till hushållen i form av varmvatten går förlorad genom avloppen. Enligt Schmid (2008), går ungefär 15 % av värmeenergin som tillförs konventionella nya byggnader förlorad genom avloppen, medan för nya lågenergibyggnader är motsvarande andel 30 %. När byggnadernas transmission-, infiltration-, och exfiltrationsförluster minskar på grund av förbättrad byggdesign, kan man förvänta att andelen av avloppsvärmeförlusterna kommer att öka. För att bättre ta tillvara denna värme i vattnet som spolas ner i avloppen, har värmeåtervinning från avloppsvatten tillämpats och testats i flera städer runt om i världen. Avloppsvatten är en pålitlig och förnybar form av värmeenergi med en relativt stabil temperatur under hela året. Flera teknisk-ekonomiska bedömningar, och ett fåtal livscykelanalyser har utförts hittills. Däremot har ingen jämförande livscykelanalys av centraliserad och decentraliserad värmeåtervinning från avloppsvatten påträffats. Dålig eller otillräcklig planering av värmeåtervinning från avloppsvatten kan leda till konkurrerande teknik. Dessutom kan okoordinerad decentraliserad vårmeåtervinning från avloppsvatten resultera i att avloppsreningsverkens minimikrav på inkommande avloppsvattentemperatur till reningsverken äventyras. Därför har påverkan på miljön på grund av centraliserad, och ett framtida scenario med en ökande andel av decentraliserad värmeåtervinning från avloppsvatten i Stockholm uppskattats och jämförts. Detta utfördes genom att systematiskt analysera energianvändning, utsläpp, och utvinning av naturresurser från tillverkning, transport, drift, interna avloppsreningsverkprocesser, biogasförbrukning, och bortskaffande/återvinning genom att utveckla en livscykelanaysmodell i både Excel och SimaPro. Centraliserad värmeåtervinning från avloppsvatten i Stockholm jämfördes med decentraliserad värmeåtervinning där 10, 20, …, 90, och 100 % av hushållen installerar avloppsvattenvärmeväxlare för duschar. Den minskade avloppsvattentemperaturen och följaktligen den minskade centrala värmeåtervinningen på grund av vårmeåtervinning från duschar uppskattades genom att beräkna den resulterande blandtemperaturen på avloppsvattnet vid inloppet till avloppsrören, och därefter anta en enkel modell för temperaturminskningen på avloppsvattnet längs avloppsrören. Resultaten av livscykelinventeringen, som utvecklades i Excel, tilldelades till respektive miljöpåverkanskategori med miljöpåverkansbedömning. Miljöpåverkansbedömningen med ReCiPe2016 metoden vid mitt- och slutpunkterna visade att det centraliserade alternativet har lägst miljöpåverkan per kWh återvunnen värme från avloppsvatten. Mer specifikt, var miljöpåverkan av det centraliserade alternativet 0,131 kg CO2ekv/kWh, 1,27×10-7 Invaliditetsjusterade livsår/kWh, 3,73×10-10 markbundna artår/kWh, 80,6 kiloton CO2ekv, 1 780 Invaliditetsjusterade livsår, och 5,23 markbundna artår. Detta kan jämföras med resultaten av 50 % decentraliserad värmeåtervinning som var 0,164 kg CO2ekv/kWh, 1,59×10-7 Invaliditetsjusterade livsår/kWh, 4,68×10-10 markbundna artår/kWh, 82,8 kiloton CO2ekv, 1 600 Invaliditetsjusterade livsår, och 4,72 markbundna artår. Alternativet med 100 % decentralisering visade sig ha störst påverkan på alla kategorier. Känsligheten hos modellen undersöktes genom att variera viktiga parametrar.

Bangladesh is going through a massive transformation in staggering economic growth and an enormous expansion in the electricity sector. This study aims to model the electricity sector of Bangladesh via the open-source energy modeling tool OSeMOSYS that utilizes the linear cost optimization method. Four scenarios are built up to integrate the most recent developments of governmental policies and targets. BAU scenario represents the current policy scenario, the LNG replacing coal scenario exhibits the current government stands to abandon coal-based plants. The medium and high RE deployment scenario integrates renewable energy addition in varying shares according to proposed policies. The performance of the scenarios is evaluated based on three preset KPIs (LCOE, emissions, and MOSES Index) based on the 3E evaluation method. The assessment shows that the high RE deployment scenario outperforms all other scenarios in every set of evaluation criteria by having 2.4% less LCOE, 47% fewer emissions, and 11.7% higher energy security against the BAU scenario. The cross-border interconnectivity has been proved to be a substantial component for the future energy mix of Bangladesh. A sensitivity analysis shows that demand growth rate plays a substantial role in influencing economic, environmental, and energy security performance, followed by natural gas or LNG price fluctuations. After recommending the high RE deployment scenario, this study further sheds light on the opportunities and challenges of materializing it. It also suggests anticipated policy reforms required to eventuate Bangladesh's role as one of the leaders of climatically vulnerable countries. / Bangladesh genomgår en massiv omvandling av svindlande ekonomisk tillväxt och en enorm expansion inom elsektorn. Denna studie syftar till att modellera elsektorn i Bangladesh med open-source energimodelleringsverktyget OSeMOSYS som använder linjär kostnadsoptimering. Fyra scenarier byggs upp för att representera den senaste utvecklingen av regeringens politik och mål. BAU-scenariot representerar det nuvarande politiska scenariot och LNG-ersättning av kolscenariot integrerar den nuvarande regeringens planer för utfasning av kolbaserade anläggningar. Scenarierna för medel och hög förnybar energiproduktion inkluderar tillförsel av förnybar energi i olika andelar enligt föreslagna policyer. Scenariernas prestanda utvärderas baserat på tre KPI:er (LCOE, utsläpp och MOSES-index) baserat på 3E utvärderingsmetoden. Analysen visar att scenariot med hög förnybar energianvändning överträffar alla andra scenarier i varje uppsättning utvärderingskriterier med 2,4% mindre LCOE, 47% lägre utsläpp och 11,7% högre energisäkerhet jämfört med BAU-scenariot. Gränsöverskridande sammankoppling av elnät har visat sig vara en viktig komponent för den framtida energimixen i Bangladesh. En känslighetsanalys visar att efterfrågetillväxten spelar en väsentlig roll för att påverka ekonomisk, miljömässig och energisäker prestanda, följt av naturgas- eller LNG-prisfluktuationer. Utefter rekommendation av scenariot för hög förnybar energianvändning, belyser denna studie ytterligare möjligheterna och utmaningarna för att förverkliga detta. Förslag ges även på framtida politiska reformer som krävs för att möjliggöra Bangladeshs roll som en av ledarna för klimatutsatta länder.

Major changes are taking place in the Sweden’s electricity system and steel industry. Through political agreements, the current government has set national goals of 100% renewable electricity generation and a net zero GHG emissions industry by 2040. This will be achieved by increasing renewable power generation, mainly wind power. In the steel industry, the steel manufacturing groups are beginning to transition to an electricity-based steel manufacturing processes to reduce their GHG emissions. The Swedish steel manufacturing group SSAB and the mining group LKAB, together with Vattenfall, are developing an alternative steel production process free from fossil-based sources. It is called HYBRIT, an alternative technique to reduce iron ore with hydrogen gas, instead of coal which is used today. By producing hydrogen with electrolysis, applying hydrogen reduction technology, and replacing coal powered blast furnaces with electrified arc furnaces for melting the steel, it is possible to create a green and environmentally friendly steel industry. This technique was simulated in a computer model where electricity flows and system component capacity requirements were calculated. The simulation was made of an existing steel manufacturing plant in Oxelösund. A hypothetical case was made where the plant has a fully incorporated HYBRIT steel production chain. Its main power source was a nearby offshore wind power farm which is a planned project by Svea Vind Offshore. Previous studies have simulated HYBRIT steel manufacturing in computer models. However, no similar studies have been made on how these systems operate with variable availability of renewable power. From two studied wind power farm layouts, the results found a relationship between the needed electrolysis capacity as a function of the concentration recycled steel used in the process and the yearly steel production demand. Using the stated goal of SSAB where they use 50% recycled steel as a reference, it was calculated that 286 – 309 MW electrolysis unitsis needed for a yearly steel production of 1.6 million tonnes. / Det sker stora förändringar inom Sveriges elkraftsystem och stålindustri. Den nuvarande regeringen har genom politiska överenskommelser satt nationella mål på 100% förnybar elproduktion, och nollnetto GHG utsläpp inom industrin, tills 2040. Det ska nås genom att öka förnyelsebar elproduktion, huvudsakligen vindkraft. I stålindustrin har ståltillverkningskoncernerna börjat övergå till en elektrifierad ståltillverkningsprocess för att minska utsläppen. Den svenska stålkoncernen SSAB, och gruvdriftskoncernen LKAB, tillsammans med Vattenfall utvecklar en alternativ ståltillverkningsprocess som är fri från fossila källor. Det heter HYBRIT, och är en alternativ metod för att reducera järnmalm med vätgas, i stället för kol som används idag. Genom att producera vätgas med elektrolys, installera vätgasreduktionsteknik, och ersätta de koldrivna masugnarna med eldrivna ljusbågsugnar för att smälta stålet, är det möjligt att skapa en grön och miljövänlig stålindustri. Denna teknik simulerades i en datormodell där elektricitetsflöden och begränsningarna på kapaciteten på systemkomponenterna beräknades. Simuleringen gjordes på ett existerande stålverk i Oxelösund. Ett hypotetiskt fall sattes upp där verket har inkorporerat hela HYBRIT stålproduktionskedjan. Den huvudsakliga kraftkällan var en närliggande havsbaserad vindkraftspark som är ett föreslagit projekt av Svea Vind Offshore. Tidigare studier har simulerat ståltillverkning med HYBRIT teknik i datamodeller. Men, det finns ingen liknade studie som har studerat hur dessa system fungerar med en varierande tillgänglighet på förnyelsebar effekt. Utifrån två studerade vindkraftsparkdesigner blev resultatet en relation mellan den behövda elektrolyskapaciteten som en funktion av andelen återvunnet stål i processen samt det årliga stålproduktionsbehovet. Genom att använda SSAB:s framtida mål där de använder 50% återvunnet stål som referens, beräknades det att 286 – 309 MW elektrolysenheter behövs för en årlig produktion på 1.6 millioner ton stål.

To develop turbomachines aerodynamic testing is an important part of the process. The performance testing this thesis will focus on is pressure measurements, which often is done using pneumatic probes. The pneumatic probes used in this project were a five-hole probe, a pitot probe and two different types of Kiel probes. GKN Aerospace had a five-hole probe and a pitot probe that was to be used. The two Kiel probes, however, needed to be designed and fabricated. It was interesting to design an open shielded Kiel probe and a close shielded Kiel probe. The open shielded Kiel probe is more insensitive to the flow angle than the close shielded Kiel probe, but the close shielded Kiel probe could be useful when a rake or grid of probes is needed. In this thesis the total pressure and the sensitivity to the flow angle will be compared between the four pneumatic probes. It will give details of which probes could be useful in which situations. To get all the data necessary there is also other equipment that are needed. The equipment necessary for this project are two servo motors are used to move the probes, scanners are used to measure the pressures, a NI Compact RIO is used as a remote system, an EtherCAT is used to transfer the signals from the computer to the Compact RIO and Labview is used to create the program to control all the components. This equipment was then used to calibrate the five-hole probe and for all the tests in the wind tunnel. The total pressure and the insensitivity to the flow angle could then be compared between the probes. This resulted in an analysis that presented the five-hole probe as a good choice for when the flow angle is unknown. The open Kiel probe is a good choice when a high insensitivity to the flow angle is required and the closed Kiel probe is a good choice when a rake or grid of total pressure probes is required. The pitot probe is a good choice when a cheap probe with low insensitivity to the flow angle is needed. / För att utveckla turbomaskiner är aerodynamisk prestandaprovning en viktig del av processen. I den här studien kommer det att fokuseras på tryckmätningar, vilket ofta görs med hjälp av pneumatiska sonder. De pneumatiska sonder som används i den här studien är en femhålssond, en pitotsond och två olika Kielsonder. GKN Aerospace har en femhålssond och en pitotsond till studien, men de två Kielsonderna var tvungna att designas och tillverkas. Det var intressant i denna studie att designa en öppen Kielsond och en stängd Kielsond. Den öppna Kielsonden är mindre känslig mot flödesvinklar och den stängda Kielsonden är användbar då flera sonder sätts på en rad eller i ett rutnät. I den här studien kommer totaltrycket och känsligheten mot flödesvinklar att jämföras mellan de fyra sonderna. Den kommer ge detaljer om vilka sonder som är användbara i vilka situationer. För att få fram den nödvändiga datan behövdes utrustning utöver sonderna. Utrustningen som behövdes till det här projeket var två servomotorer till att förflytta sonderna, en NI Compact RIO som ett fjärrsystem, en EtherCAT för att föra över signalerna från datorn till utrustningen och slutligen var Labview använt för att skapa program till att kontrollera alla komponenterna och samla in data. Utrustningen användes för att kalibrera femhålssonden och för mätningarna i vindtunneln. Totaltrycket och känsligheten mot flödesvinklarna kunde sedan jämföras mellan sonderna. Det resulterade i en analys som presenterade femhålssonden som ett bra val när flödesvinklarna är okända. Den öppna Kielsonden är ett bra val vid behov av hög okänslighet mot flödesvinklarna och den stängda Kielsonden är ett bra val vid behov av flera sonder på en rad eller ett rutnät av sonder. Pitotsonden är ett bra val vid behov av en billig sond med låg okänslighet mot flödesvinklen.

The use of natural gas with high methane content as rocket fuel has gained substantial industrial attention over the past number of years. Several actors including SpaceX and Blue Origin are developing natural gas powered rocket engines. Attention is also shown from GKN Aerospace, a Sweden-based aerospace engine development company, who together with KTH Royal Institute of Technology has initiated the MERiT project. The project is intended to investigate different aspects of methane powered engines. The project is centered around a physical test rig of a rocket nozzle cooling channel along with an ANSYS CFX simulationmodel of the same rig to investigate the operation. The rig is heated from one side to simulate the boundary conditions of a real rocket nozzle. This report is a follow-up to the previous work by Pettersson (2019), which determined rig design points for two channel geometries (channel 3, channel 4) and studied the behaviours and limitations in regards to overheating, cooling and coking. The channels feature outlet diffusers transitioning from rectangular to circular cross sections. The inputs investigated were mass flow, inlet temperature, outlet pressure and heat flux. Following the discovery of flow separation occurring in the rig at certain design points, it was suggested that a parametric study of the outlet diffuser angle could investigate the effect on separation in the outlet diffuser of the rig channel geometry. This is the task at hand in this thesis, and a complementary investigation on the effect heat flux has on separation is also performed for single selected diffuser angles. To achieve this, the full rig model geometry is first reduced to its core components to reduce simulation run time, and the parametric diffuser is implemented for both channel geometries. The mesh and the model definition is then adjusted to accommodate the changes made, by for example replacing the full rig heater block with a constant heat flux boundary condition. After this, a total of 40 test cases of different diffuser angle and heat flux combinations are used to establish trends in the behaviour of the separation. The results show that separation occurs more easily for the channel 3 configuration, which sees separation occur for lower diffuser angles and heat flux settings. The separation grows diminishinly as the heat flux and diffuser angle is increased. The separation onset location is found to consistently be in the corners of the outlet diffuser, after which it expands and rotates into the symmetry plane further downstream. The channel 4 solution convergence is found to be increasingly poor for higher diffuser angles, which suggests the solutions may be transient in nature. The Reynolds and Mach number is found to be correlated to the heat flux applied but no conclusion can be made about their link to separation for the cases studied. / Användningen av naturgas med hög metanhalt som raketbränsle har fått stor industriell uppmärksamhet under de senaste åren. Flera aktörer inklusive SpaceX och Blue Origin utvecklar naturgasdrivna raketmotorer. Intresset visas även från GKN Aerospace, ett Sverige-baserat företag som bland annat utvecklar raketmotorer, som tillsammans med KTH Royal Institute of Technology har påbörjat ett projekt kallat MERiT. Projektet är avsett att undersöka olika aspekter av metandrivna raketmotorer. Projektet kretsar kring en fysisk testrigg modellerad efter ett raketmunstyckes kylkanal och en simuleringstvilling i ANSYS CFX av samma rigg för att undersöka funktionaliteten av metan i den här kontexten. Riggen värms upp från ena sidan för att simulera randvillkoren hos ett riktigt raketmunstycke i drift. Denna rapport är en uppföljning till ett tidigare arbete av Pettersson (2019), som bestämde testriggens giltiga designpunkter för två kanalgeometrier (kanal 3, kanal 4) och studerade beteenden och begränsningarna när det gäller överhettning, kylning och koksning. Inputs som undersöktes var massflöde, inlopsstemperatur, utloppstryck och värmeväxling. Kanalerna har en diffusor vid utloppet som övergår från ett cirkulärt till rektangulärt tvärsnitt. Efter att flödessepareration upptäcktes i riggen vid vissa designpunkter föreslogs det att en parametrisk studie av diffusorvinkeln kunde undersöka hur separationen beror på diffusorvinkeln i utloppets diffuser. Detta är uppgiften här och en kompletterande undersökning av värmeväxlingens effekt på flödesseparation utförs också för enstaka valda diffusorvinklar. För att genomföra detta reducerades först testriggen till dess fundamentala delar för att minska simuleringarnas beräkningstid, efter vilket den parametriska diffusorn var implementerad för båda kanalgeometrier. Meshningen uppdaterades för att ta hänsyn till förändringarna i geometrin, och ändringar gjordes även i modeldefinitionen för att återställa korrekt funktion. Dessa ändringar inkluderar att ersätta värmeblocket från den fullständiga riggen med ett randvillkor med konstant värmeväxling. Därefter testades total 40 olika fall av diffusorvinkel och värmeväxling med syftet att fastslå trender i beteendet hos flödesseparationen med avseende på värmeväxling och diffusorvinkel. Resultaten visar att separation inträffar först för kanal 3, som påträffar flödesseparation för både lägre diffusorvinklar och värden av värmeväxling. Mängden separation växer avtagande när diffusorvinkeln och värmeväxlingen ökas. För de studerade fallen börjar alltid separationen i hörnet på utloppets diffusor, för att sedan expandera nedströms och rotera in i symmetriplanet. Lösningskonvergensen för kanal 4 visar sig vara sämre och sämre för ökande diffusorvinklar, vilket möjligen tyder på att de sanna lösningarna är transienta. Reynoldstalet och machtalet visar på korrelation till värmeväxlingens värde, men ingen slutsats kan dras om hur separationen påverkas av dessa tal för de studerade fallen.

Accounting for carbon removals and reducing the carbon emissions related to the LULUCF sector has become a relevant target to limit the global temperature rise to 1.5ºC, in alignment with the Paris Agreement. The role of this sector as such an important natural carbon sink is getting the attention of the research community, corporations, and institutions. Accounting for carbon removals and emissions from land, plants, and products seems to be a very attractive cost-efficientstrategy, especially to be part of the companies’ carbon footprint in their way to become climatepositive. However, the current lack of guidelines concerning this type of assessment is still a significant obstacle for many of them to join this pathway. This study aims to provide an approach for quantifying this carbon footprint for the case of IKEA’s wood-based products. With that purpose, a methodology for performing this assessment has been developed. The focus is on two main sections of the company’s carbon footprint, the land-use carbon footprint associated with the harvested wood materials, and the climate benefit of storing carbon in these biogenic products during their lifetime. This theoretical model is based on the principles included in the Intergovernmental Panel on Climate Change Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories and the International Reference Life Cycle Data System dynamic accounting method, including the directions that the Greenhouse Gas Protocol is adopting to develop the new standard. This analysis shows how the land carbon removals or emissions and delayed emissions associated with IKEA wood-based products vary depending on their origin and type of material. Whether the sourcing countries' performance for storing carbon in land is favourable or not relies on the forest management practices occurring at a national level. In addition, during the last years, national forests have suffered a general shrinking effect in their carbon stocks, which could cause negative effects for the development of their potential and future assessments. / Redovisning av koldioxidavlägsnande och minskning av koldioxidutsläpp relaterade till LULUCF-sektorn har blivit ett relevant mål för att begränsa den globala temperaturökningen till 1,5 ° C, i linje med Parisavtalet. Denna sektors roll som en så viktig naturlig kolsänka får uppmärksamhet från forskarsamhället, företag och institutioner. Redovisning av koldioxidavlägsning och utsläpp från mark, växter och produkter verkar vara en mycket attraktiv kostnadseffektiv strategi, särskilt att vara en del av företagens koldioxidavtryck för att bli klimatpositivt. Den nuvarande bristen på riktlinjer för denna typ av bedömning är dock fortfarande ett betydande hinder för många av dem att ansluta sig till denna väg. Denna studie syftar till att ge en metod för att kvantifiera detta koldioxidavtryck för fallet med IKEAs träbaserade produkter. Med detta syfte har en metod för att utföra denna bedömning utvecklats. Fokus ligger på två huvudsektioner i företagets koldioxidavtryck, koldioxidavtrycket för markanvändning i samband med de skördade trämaterialen och klimatfördelen med att lagra kol i dessa biogena produkter under deras livstid. Denna teoretiska modell är baserad på principerna i den mellanstatliga panelen för riktlinjer för klimatförändringar för nationella växthusgasinventeringar och den dynamiska redovisningsmetoden International Reference Life Cycle Data System, inklusive de riktningar som växthusgasprotokollet antar för att utveckla den nya standarden. Den här analysen visar hur koldioxidutsläpp eller utsläpp och fördröjda utsläpp i samband med IKEA-träbaserade produkter varierar beroende på deras ursprung och typ av material. Huruvida sourcingländernas prestanda för lagring av koldioxid i mark är gynnsamma eller inte är beroende av skogsförvaltningsmetoderna på nationell nivå. Under de senaste åren har nationella skogar dessutom drabbats av en generell krympande effekt i sina koldioxidlager, vilket kan orsaka negativa effekter för utvecklingen av deras potentiella och framtida bedömningar.