More and more people are using the internet for data processing, transfer, and storage. With it comes a higher demand for computational power from data servers. Unsurprisingly, the data center industry is becoming an increasingly large industry that is important for people’s daily lives. Data centers cover 2 % of the world’s total electrical consumption and this number is expected to become higher. Running data centers with optimal performance while operating efficiently and as sustainably as possible is a task that is of utmost importance.The way data centers are cooled today is through a CRAH unit that features cooling coils and a fan, the fan blows air over cold coils to prevent damage to server components. Another task for this fan is to create a high differential pressure over the servers using this air, to ensure the air flows in the right direction. The air is uniformly distributed over the servers. With dynamic air-handling measures, it is possible to match the cooling for individual servers, because all servers have different workloads. They generate different amounts of heat. This thesis investigates manual redistribution between servers and how an air-handling damper unit, that sits on the server, is designed to investigate how it can reduce total power draw. Different tests are run in a wind tunnel which houses room for six servers whereas three prototypes are mounted on three of the servers. The main idea to test is that instead of running an even amount of stress on six servers, the same amount of stress is redistributed on only three servers. The ones now running idle have a damper unit blocking the server's rear side. That way the CRAH fan is using less power to create the same differential pressure. Also, the total power draw to all servers is reduced as well. One of the tests was the conventional way of cooling servers today and it had a total power draw of 1362 watts. The test with both redistribution, dampers closed at the rear and turned off servers had a power draw of 951 watts. That is a 30% decrease.

Methane-based rocket propellant is gaining traction as a green technology with advantages in sustainability, cost-effectiveness, and performance. However, under high temperatures found in rocket nozzle cooling channels, methane can undergo thermal decomposition known as methane pyrolysis, resulting in the generation of hydrogen and solid carbon. This poses challenges to rocket engine performance and can eventually cause engine failure. Understanding and predicting the composition of evolved gases in rocket engine processes is therefore crucial. This thesis focuses on quantifying the production of hydrogen in the exhaust stream. To achieve this objective, a correlational measurement method utilizing sensors was developed and experimentally investigated. This approach involved the detailed mapping of sensor responses to variations in gas composition, temperature, and pressure, which were compared and validated against theoretical data derived from REFPROP; a widely used software tool for calculating gas properties. The sensors employed in this study enabled direct measurements of the speed of sound (SOS) and thermal conductivity (TCD) of the gas. The SOS measurements exhibited strong agreement with theoretical predictions in response to changes in hydrogen content. In contrast, the TCD measurements showed lower sensitivity to hydrogen. It was observed that temperature exhibited a substantial influence on both SOS and TCD compared to pressure. However, the implementation of experimental and theoretical correction coefficients effectively compensated for these effects. The resulting calibration curves demonstrated an absolute deviation of 0.2-0.3%vol in hydrogen concentration, which demonstrates the effectiveness of the developed method of quantifying hydrogen in gas mixtures. Lastly, the occurrence of methane pyrolysis was tested and confirmed. / Metan-baserat raketbränsle är en attraktiv grön teknologi med fördelar inom hållbarhet, kostnadseffektivitet och prestanda. Dock kan metan vid höga temperaturer funna i kylningskanalerna av raketmunnstycken undergå termisk sönderfallning via en process som kallas för metanpyrolys, vilket resulterar i produktionen av vätgas och fast kol. Detta medför utmaningar för prestandan av raketmotorn och kan i slutändan förstöra motorn. Det är därför mycket viktigt att kunna förstå och förutsäga sammansättningen av de gaser som bildas i processerna i raketmotorer. Detta examensarbete fokuserar på att kvantifiera produktionen av vätgas i avgasströmmen. För att uppnå detta mål utvecklades och experimentellt undersöktes en korrelationsmätmetod som använder sensorer. Detta tillvägagångssätt innebar en detaljerad kartläggning av sensorernas svar på variationer i gassammansättning, temperatur och tryck, som sedan jämfördes och validerades mot teoretiska data från REFPROP; ett välkänt programverktyg för beräkningen av gasegenskaper. De sensorer som användes i denna studie möjliggjorde direkta mätningar av ljudhastigheten (SOS) och värmeledningsförmågan (TCD) hos gasen. SOS-mätningarna visade en stark överensstämmelse med teoretiska förutsägelser som svar på förändringar i vätgasinnehållet. TCD-mätningarna visade däremot lägre känslighet för väte. Det observerades att temperaturen hade en betydande inverkan på både SOS och TCD jämfört med trycket. Implementeringen av experimentella och teoretiska korrigeringskoefficienter kompenserade dock effektivt för dessa effekter. De resulterande kalibreringskurvorna visade en absolut avvikelse på 0.2-0.3%vol i vätgaskoncentration, vilket betonar effektiviteten hos den utvecklade metoden för att kvantifiera väte i gasblandningar. Slutligen testades och bekräftades förekomsten av metanpyrolys.

Turbomachinery forms the principal prime mover in the energy and aviation industries. Due to its size, improvements to this fleet of machines have the potential of significant impact on global emissions. Due to high gas temperatures in stationary gas turbines and jet engines, areas of flow mixing and cooling are identified to benefit from continued research. Here, sensitive areas are cooled through cold air injection, but with the cost of power to compress the coolant to appropriate pressure. Further, the injection itself reduces output due to mixing losses.A turbine testing facility is center to the study, allowing measurement of cooling impact on a rotating low degree of reaction high pressure axial turbine. General performance, flow details, and cooling performance is quantified by output torque, pneumatic probes, and gas concentration measurement respectively. The methodology of simultaneously investigating the beneficial cooling and the detrimental mixing is aimed at the cavity purge flow, used to purge the wheelspace upstream of the rotor from hot main flow gas.Results show the tradeoff between turbine efficiency and cooling performance, with an efficiency penalty of 1.2 %-points for each percentage point of massflow ratio of purge. The simultaneous cooling effectiveness increase is about 40 %-points, and local impact on flow parameters downstream of the rotor is of the order of 2° altered turning and a Mach number delta of 0.01. It has also been showed that flow bypassing the rotor blading may be beneficial for cooling downstream.The results may be used to design turbines with less cooling. Detrimental effects of the remaining cooling may be minimized with the flow field knowledge. Stage performance is then optimized aerodynamically, mixing losses are reduced, and the cycle output is maximized due to the reduced compression work. The combination may be used to provide a significant benefit to the turbomachinery industry and reduced associated emissions. / Strömningsmaskinen i dess olika variationer bildar den främsta drivmotorn inom kraftproduktion och flygindustrin. En förbättring av denna väldiga maskinpark har potentialen till betydande inverkan på globala utsläpp. Områden som identifierats kunna dra nytta av vidare forskning är ombandningsprocesser och kylning. Dessa områden är inneboende i stationära gasturbiner och jetmotorer på grund av de heta gaser som används. Kylning uppnås genom injektion av kall luft i kritiska områden och försäkrar därmed säker drift. Kylningen kommer dock till en kostnad. På cykelnivå krävs arbete för att komprimera flödet till korrekt tryck. Dessutom medför injektionen i sig förluster som kan härledas till omblandningsprocessen. Syftet med detta arbete är att samtidigt undersöka de fördelaktiga kylegenskaperna som nackdelarna med inblandning för att på så sätt bestämma den uppoffring som måste göras för en viss kylning. Alla förbättringar tros dock inte behöva föregås av en uppoffring. Om påverkan av kylningen på huvudflödet är välförstådd kan designen justeras för att ta hänsyn till denna förändring och minimera inverkan. Denna metodologi riktar sig mot ett särskilt kylflöde, kavitetsrensningsflödet, som har till uppgift att avlägsna het luft från den kavitet som uppkommer uppströms rotorskivan i ett högtrycksturbinsteg. Studien kretsar kring en turbinprovanläggning som möjliggör detaljerade strömningsmätningar i ett roterande turbinsteg under inverkan av kavitetsrensningsflödet. Högtrycksturbinsteget som används för undersökningen är av låg reaktionsgrad. Här kvantifieras generell prestanda genom mätning av vridmomentet på utgående axel. Flödesfältet kvantifieras med pneumatiska sonder, och kylningsprestandan predikteras genom gaskoncentrationsmätningar. Resultaten visar avvägningen och sambandet mellan turbinverkningsgrad och kylning i kavitet samt huvudkanal. Flödet mäts i detalj, och de effekter som kan förväntas uppkomma då ett turbinsteg utsätts för en viss mängd av kylflödet kvantifieras. De kvantitativa resultaten för det undersökta steget visar på en förlust i verkningsgrad på 1.2 procentenheter för varje procentenhet av kavitetsrensningsflödet i termer om massflödesförhållande. Samtidigt ses kyleffektiviteten öka med 40 procentenheter. Den lokala inverkan på flödesfältet nedströms rotorn för det undersökta steget är 2° i flödesvinken och en ändring på 0.01 i Machnummer för varje procentenhet av kylflödet. Dessa ändringar ses i form av ökad omlänkning och reducerad hastighet nära hubben, och vice versa omkring halva spännvidden. Inverkan av aktuell driftpunkt understryks genom arbetet. Det har också visats att ett läckage som kringgår rotorbladen i vissa kan fall ge fördelaktig kylning i områden nedströms. Denna kombinerade kunskap kan användas för design av turbiner med så låg mängd kylning som möjligt samtidigt som säker drift bibehålls. Den negativa inverkan av den återstående kylningen kan minimeras genom kunskapen om hur flödesfältet påverkas. Genom detta optimeras stegverkningsgraden aerodynamiskt, omblandningsförluster minimeras, och cykeleffekten maximeras genom det minskade kompressionsarbetet till följd av de reducerade kylmängderna. Kombinationen kan ge en betydande förbättring för turbinindustrin och minskade utsläpp. / <p>QC 20171129</p>