The cross-flow turbine is unique due to the generation of power during two stages. The water flows through the rectangular cross-section nozzle and enters the runner, where the first stage power is generated. The water then flows diametrically through the center of the runner, before it hits the blades on the way out, generating the second stage power. This type of turbine is often used in small hydropower plants located in less-developed countries. The turbine has a simple design, which is economical and easy to manufacture. A cross-flow turbine manufactured by Remote HydroLight in Afghanistan was installed in The Waterpower Laboratory at The Norwegian University of Science and Technology in September 2008. During the fall of 2008, efficiency measurements were performed on the turbine. A maximum efficiency of 78.6% was obtained at 5 meter head. However, although the efficiency is high for a turbine with such a simple design, there is a desire to improve it for better utilization of the resources. An open question is if the flow through the runner behaves like the manufacturers of this turbine type claim. It is therefore of interest to investigate the flow pattern through the runner and the distribution of torque transferred during the two stages. This is the objective of this thesis. Two experiments are performed in this thesis. The objective of the first experiment was to visualize the flow through the runner with use of a high-speed camera. This required an extensive remodeling of the turbine in order to obtain a clear view of the flow. However, the high--speed camera had to be replaced by a single-lens reflex camera and stroboscopes, due to low quality pictures. The second experiment measured the torque transfer to the runner by the use of strain gages. The strain gages could not be calibrated within the time frame of this thesis, but a relative measure of the distribution of torque was obtained. During both experiments the efficiency was measured, but the main objective was to determine the flow pattern and torque transfer through the runner. The results show that the turbine works well for large nozzle openings. The water enters the runner close to the nozzle outlet, leading to a cross flow entering the inside of the runner at a short distance from the nozzle. This gives good conditions for the flow, as the direction of the absolute velocity when entering the second stage corresponds well with the blade inlet angle. At best efficiency point the second stage contributes to 53.7% of the total amount of torque transferred. With decreasing nozzle opening, the cross flow enters the inside of the runner further away from the nozzle. This give a direction of the cross flow which corresponds poorly with the inlet angle of the blades at the second stage, which increases the incidence losses and gives a lower efficiency.

The fundamental principles of acoustics and of aeroacoustic noise generation are described, along with specific examples relevant for helicopter rotors. The acoustic analogy approach to computing the propagation of sound is presented, and details are given on the Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) equation. Using an incompressible, laminar Navier-Stokes solver in textsc{Fluent} the flow field around a circular cylinder and a NACA 0015 airfoil is computed. The solution of the flows are then used as the input for a simplified FW-H equation. The simulation results are validated by comparing both the flow parameters and the acoustic solution to numerical data from two different numerical studies. The validation leads to the conclusion that the method used is suitable for the both the flow and noise prediction. The pressure fluctuations are dominated by convected pressure fluctuations in the flow itself, not that radiated from the source. Due to this the FW-H method was not properly validated by the test cases, and no conclusions can be drawn as to its accuracy.

A wind tunnel study of speed-up effects above the very crest of a sharp-edged escarpment and a hill peak in a simulated atmospheric boundary layer has been carried out. It was desired to do a part-depth simulation of an atmospheric boundary that could be found above sea or coastal area exposed to the open sea. Because of the limited work section length it was used a modified roughness, barrier and mixing-device method developed by Counihan to accelerate the boundary layer growth. The mean velocity, integral length scales, power spectrum and turbulence intensity in the simulated boundary layer were compared with full scale empirical data. It showed good agreement except for the turbulence intensity which was too low. Speed-up effects for the mean horizontal velocity and the longitudinal turbulence intensity above the very crest of an escarpment and a hill peak were investigated in the simulated atmospheric boundary layer. From the results it was observed that the speed-up effect gave a decrease in the turbulence intensity and a more uniform profile with height. In addition, it was observed a considerably increase of the horizontal mean velocity in the lowest part of the atmospheric boundary layer. Scaled-up data from the wind tunnel experiment were compared with estimations from the Norwegian standard and potential flow with varying degree of agreement.

Snøhvit Tog I på Melkøya er verdens første LNG-anlegg hvor kjølekompressorene drives elektrisk, med kraft produsert fra et kraftvarmeverk. Det vurderes nå utbygging av et Snøhvit Tog II hvor kjølekompressorene skal drives med elektrisitet fra nettet. I den forbindelse ble det høsten 2007 skrevet en prosjektoppgave for å kartlegge de største varmeforbrukerne, samt finne alternative prosesser med lavere varme- og totalt energiforbruk. CO2-fjerningen viste seg å være den desidert største varmeforbrukeren i anlegget, og ulike alternativer til denne ble vurdert. Kryogene prosesser ble vurdert som det mest aktuelle alternativet til dagens CO2-fjerning med aminer. Denne oppgaven tar for seg ulike kryogene prosesser gjennom et litteraturstudie for å velge den best egnede kryogene CO2-fjerningsprosessen til Snøhvit LNG-anlegg. Ryan-Holmes ble vurdert som den best egnede, både på grunn av teknologisk modenhet og dens separasjons-egenskaper. Ryan-Holmes prosessen ble simulert i HYSYS, hvor de ulike varme- og kjølebehovene og massebalansen ble funnet. Integrasjon i flytendegjøringsprosessen ble diskutert. Konklusjonen ble at varmebehovet vil reduseres noe, samtidig som muligheten for varmeintegrasjon øker betydelig i forhold til Tog I. Ved total varmeintegrasjon vil varmebehovet i Tog II bli 70 MW, mot ca. 123 MW ved full varmeintegrasjon i Tog I. Kraftforbruket vil øke med omtrent 54 MW i forhold til Tog I. Til slutt ble en CO2 balanse satt opp ved ulike energiløsninger. Ved elektrisk drift av kjølekompressorene vil alle de vurderte løsningene redusere CO2-utslippet med 50% eller mer i forhold til dagens Tog I. Varmeintegrasjon gir lavere utslipp. Gasskjel vil gi større reduksjon enn kraftvarmeverk. Biobrensel og elektrisitet til oppvarming kan antas utslippsfri.

Olje- og gassindustrien trenger forbedret kompressorteknologi for å øke produksjonen av gass. Naturgassen på gassfelt inneholder væske og dagens kompressorteknologi er ikke utviklet for å tåle slike væskemengder. Tilstedeværelse av væske gjør strømningen gjennom en kompressor mer kompleks og flere sammensatte strømnings effekter vil påvirke ytelsen. Denne oppgaven undersøker hvordan små mengder væske påvirker lydhastigheten og posisjonen og styrken til støt. Oppgaven undersøker tofasestrømning i en konvergerende - divergerende dyse. Den divergerende delen er produsert i pleksiglass for å kunne visualisere støt. Testriggen er instrumentert med trykk og temperatursensorer, massestrømsmåler for luft og uttak for å måle trykk og temperatur langs dysen. Arbeidsmediet er trykkluft og damp. Oppgaven presenterer også grunnleggende teori og et søk av relevant litteratur er gjort spesielt innenfor påvirkning av væske på lydhastighet og støt. Det er utført forsøk ved ulike dampmengder hvor trykkprofilet langs dysen er logget. Dampmengde er klassifisert etter antatt mengde. Støt er visualisert ved hjelp av shadowgraphy. I forsøkene er det observert at støtposisjonen i luftforsøk avviker fra beregninger. Det er gjort undersøkelser på hva som endrer posisjonen hvor det antas at støtet ikke inntreffer som normalt på grunn av ujevnheter i dysen eller påvirkning av rustpartikler fra trykkluftssystemet. Det er antatt at det er delvis dispergerte støt som inntreffer i dysen i dampforsøk. Det er vist at støt beveges nedstrøm i dysen ved økt dampmengde, noe som er forventet fra beregninger ved redusert adiabateksponent. Det er også en tendens til at støtene går mot en mer normal struktur ved økt dampmengde, men dette kommer nok av ujevnheter i dysen. Analyse av lydhastigheten er gjort ved å analysere redusert massestrøm av luft gjennom dysen. Ved økt dampmengde reduseres massestrømmen av luft i forsøkene. Noe av reduksjonen vil naturlig komme av tilført mengde damp, men tilført dampmengde er svært liten. Reduksjonen i massestrøm er ikke entydig pågrunn av økt stagnasjonstemperatur i dampforsøk som vil gi en høyere lokal lydhastighet. Analyse av lydhastigheten viser derfor ikke en bestemt reduksjon for dampforsøk, men en degradering er observert som forventet. Det er også undersøkt ulike strømningsegenskaper som opptrer i forsøkene. Ekspansjonen frem til støt utløses stemmer bra med isentropiske beregninger. For dampforsøk er adiabateksponenten redusert i beregninger og det er funnet samsvar mellom beregninger og forsøk. Det er observert væskefilm på dyseveggen i ekspansjonsområdet og fordampningsprosessen etter støtet er og observert.

Formålet med denne masteroppgaven har vært oppfølging av driften av behovsstyrt ventilasjon, lys og varme på Kaffehuset Friele i Bergen over en begrenset periode, og dokumentere den oppnådde energiytelsen i praksis. I utarbeidelsen av prosedyre for kontinuerlig funksjonskontroll er det innhentet byggteknisk data, driftsinformasjon samt utførelse av egne feltmålinger. Prosedyren ser ut til å fungere bra i praksis, da det er gjort en del ”funn” på bygget ved bruk av prosedyren: Det kommer frem at arbeidsområdet til noen av spjeldene er for lav i forhold til minluftmengde. Avgitt effekt fra lysarmatur er vesentlig høyere enn anbefalt. Skal-verdien til CO2 føleren er satt til 1250 ppm i kontorene er for høy. Det er registrert store avvik på trykkføler i aggregatet da det viser seg å være store avvik mellom målte og prosjekterte verdier, henholdsvis 160 Pa og 120 Pa på tilluft og 332 Pa og 160 Pa på avtrekk. Målte parametre for inneklima er generelt innenfor anbefalte grenseverdier, men de største avvikene finnes i målinger av belysningstyrken og temperatur. Temperaturen i kontor 507 er målt opp mot 30°C, analysene tyder på at det er installert effekt til belysning som er årsaken. Det er registrert støy fra spjeldmotorene, noe som er uakseptabelt og leverandør anbefaler utskiftning av de spjeldmotorene det gjelder. Målt energibehov for etasjen på 189kWh/m2 er høyere enn reelt forventet og reelt beregnet som er henholdsvis 130kWh/m2 og 151kWh/m2. Imidlertid er verdier fra Enøk Normtall 196kWh/m2. Energibehov til installert belysning på bygget er gjennomsnittlig 28kWh/m2, en verdi som er vesentlig høye enn krav i teknisk veiledning på 8kWh/m2 og prosjektert energibehov på 12kWh/m2.

CFD-vertøy er i dagens industri et mye brukt redskap for analyse av komplekse strømningsdynamiske problemstillinger. Dette gjelder også hos Rolls-Royce Marine Deckmachinery i Brattvåg. Her blir CFD brukt på hydrauliske komponenter som ventiler og motorer. Målet med denne oppgaven er å studere muligheten for å modellere og analysere motorene til nettopp Rolls-Royce med CFD. Motoren som blir brukt i denne oppgaven er av typen MX6300, som er en hydraulisk vingemotor. Dette arbeidet bestod i å bearbeide en CAD-modell av motoren slik at den ble hensiktsmessig for CFD-analyse i programmet Fluent 6.3.26. Denne bearbeidingen gikk i å forenkle modellen på en slik måte at de viktigste strømningsegenskapene til motoren ikke gikk tapt. En ny metode for spaltesimulering ble testet ut. Denne gikk ut på å erstatte tynne spalter med en porøs sone, som har en definert strømningsmotstand som gir samme trykktap som over den tynne spalten. Dette vil gi en forenklet geometri, og dermed redusere antall celler i meshet. For å kunne verifisere resultatene fra CFD-analysen, har det blitt utført eksperimentelle virkningsgradsmålinger på den virkelige motoren. Målingene ble utført ved en teststand hos Rolls-Royce i Brattvåg. Resultatene fra CFD-analysen var lovende. En fikk gode indikasjoner på at implementering av en porøs sone i stedet for spalter i en avansert modell, fungerer på en god måte. Det totale strømningsbildet viste imidlertid avvik fra et realistisk bilde. Det er forventet at en stor forbedring vil skje dersom et finere mesh benyttes. Dette vil også kreve mer dataressurser.

Denne rapporten beskriver utviklingen av et beregningsprogram for den termisk-hydrauliske oppførselen til et varmerør. Programmet har spesielt blitt utviklet for å kunne håndtere alkalimetaller som arbeidsmedium. Konseptet for varmerør er blitt gjennomgått. Komponenter sin virkemåte,prosesser og begrensninger som påvirker varmetransporten er blitt belyst. Av begrensninger er kapillærbegrensning, viskøs begrensning, sonisk begrensning og kokebegrensning identifisert som de mest aktuelle. Tre ulike modeller for damptransport i varmerøret er blitt presentert. Videre er et litteraturstudium med fokus på termisk-hydrauliske forhold i veker blitt gjennomført. Behovet for å kunne beregne transiente forhold er blitt vurdert. Aktuelle forhold med hensyn på alkalimetaller er blitt tatt i betraktning. To typer veker, veker av metallnetting og veker av sintret metallpulver er blitt vurdert og presentert. Med basis i dette er det blitt utviklet et beregningsprogram i Java for beregning av ytelse og begrensninger for et varmerør ved ulike stasjonære driftssituasjoner. Datalisting for beregningsdelen av programmet er lagt ved og algoritmer er blitt presentert og gjennomgått. Programmet benytter seg av en dampmodell som ikke tar hensyn til kompressibilitet. Implementering av dampmodell for kompressibel strømning anbefales i eventuelt videre arbeid. Ved hjelp av programmet er det blitt utført to beregninger. Den første beregningen forsøker ved hjelp av programmet å reprodusere resultater for tre ulike stasjonære driftssituasjoner presentert av Faghri . I den andre beregningen er den minste mulige radius i varmerør blitt beregnet ved ulike temperaturer og varmeflukser. Resultatene fra programmet stemmer godt overens med teori og beregninger presentert av Faghri. Hoveddelen av programlistingen og egenskaper for arbeidsmedium brukt i beregninger er lagt ved. Til slutt i rapporten er et forslag til videre arbeid.

Denne masteoppgaven er i all hovedsak rettet mot å ekstrahere eksperimentelle data på olje-vann flushing, begge i væskefase. Det vil også gjøres en evaluering på hvor godt flerfasesimulatoren OLGA 6.0 klarer å reprodusere resultater fra eksperimentene. Utgangspunktet for oppgaven kommer av en forespørsel fra Chevron. De trenger forsøksdata for å kunne diskutere hvorvidt etylen-glykol eller etanol kan anvendes til å flushe vann ut av jumper rør offshore. I tillegg er ideen å produsere en stor nok mengde data til å kunne brukes som referanse senere ved Institutt for Energi-og Prosessteknikk, til å programmere egne flerfasesimulatorer. For å få en komplett og enkeltstående oppgave, er teorien rundt to fluid modellen samt beskrivelsen av lab oppsettet hentet direkte fra forløperen til denne masteroppgaven [10]. OLGA 6.0 utgaven bruker to fluid modellen i sin beregningsalgoritme og lab oppsettet er beskrevet nøyaktig nok til at eksperimentene skal kunne reproduseres. Analysen er bygget opp rundt plottene av vann holdup vs. tid plottene for forsøk og simuleringer, som er vedlagt i Appendiks A til C. Gjennom disse diskuteres flushetider, oljefronter og OLGA 6.0 prediksjoner for superficielle oljehastigheter fra 0.02m/s til 0.8m/s. Testene er kjørt for test loop innstillinger på en halv grad stigning og helning samt horisontalt. Resten av Appendiksene inneholder visuelle data på oljefrontens formutvikling mens den passerer gjennom test seksjonen, og trendplott på hvordan den forandrer hastighet fra innløp til utløp. For å fullstendig tømme testseksjonen og det fleksible utløpet må det brukes superficielle oljehastigheter på minst 0.3m/s. Innenfor intervallet Chevron har spesifisert, er de raskesete flushetidene 30s, 48s og 51s for hhv. for en halv grad helning, horisontal og en halv grad stigning. OLGA 6.0 simulatoren er også funnet til å egne seg bra til å beregne olje-vann flushing så lenge ikke vannholdup ligger igjen i testseksjonen. For oljehastigheter under 0.14m/s klarer ikke oljen å spyle ut alt vannet og forskjeller mellom registrert og predikert holdup ligger generelt mellom 20-40% i dette området.

I denne oppgåva er det sett nærare på lekkasjar i stempelpumper. I starten presenterast den nødvendige teorien for CFD, pumper og spalter. Ein definerer ”deformasjons-lekkasje/trykk-lekkasje” som eit forhold. Berekningar blir gjort på bakgrunn av teorien slik at ein konkret kan talfesta dette forholdet. Etter dette blir simuleringane som er utført presangtert og diskutert. Den første simuleringa er for ein enkel sylinder utan veggar. Det er med andre ord berre veskevolumet som er med. Denne modellen er brukt til å lære teknikken for ”deforming mesh”. Dette er ein teknikk som er nødvendig for å kunne ha forandring av veskevolumet sin geometri i løpet av simuleringa. Den neste simuleringa er eigentlig ein vidareføring av den første. Hovudskilnaden er at her er det tatt med ein vegg som representerer spalta mellom stempelet og sylinderveggen. Spalta i modellen er mykje større ein kva den er i røynda. I modellen ser den meir ut som ein sylinder enn ei spalte. Innerveggen av spalta er ein open vegg frå sylinderen sitt veskevolum og inn i spalta, medan ytterveggen er ein tett vegg. Dette gjer at veska har høve til å lekke gjennom spalta og ut på endane. Det er lagt inn porøsitet i spalta som skapar strøymingsmotstand som om det var ei lita spalte. Denne modellen blei kjørt fleire gongar for å få den rette verdien på strøymingsmotstanden. Då verdien for porøsitet var på plass, blei det laga ein modell med sju sylindrar. Toppen av sylindrane ligg inn mot ei spalte. Denne spalta er mellom sylinderblokka og ventilplata. Sidan det er sju stempel i denne modellen og ikkje eit som i dei føregåande, er det brukt UDFer (User-Defined Function) for å styre stempela sin aksialrørsle som er faseforskyvd i forhold til kvarandre. Også denne modellen blir kjørt fleire gongar og det blir utvikla spissar på avslutningane av opningane i ventilplata. Resultata for kjøringar med og utan spiss blir samanlikna og diskutert. I denne modellen er det ikkje med noko inn- og utløpsprofil, så endå ein modell er utvikla der det er med ein geometri også for inn- og utløp. Denne modellen får dermed ein 3d form på avslutninga av opningane i ventilplata. I tillegg er den modellen forsøkt gjort meir korrekt i overgang mellom sylindrane og ventilplate. Sjølv i desse enkle modellane med forenkla spalter finn ein at celletalet i spaltene utgjer ein signifikant del av cellene i modellen.