<p>Two rigs have been developed and built to measure thermal conductivity and permeability for porous materials. The intention of the rigs is to investigate the properties of some hydrogen adsorption materials. The materials are only available in small volumes which have been taken into consideration under the development. Fourier’s law of heat conduction has been used as a basis for the development of the thermal conductivity rig. A cylindrical geometry with centered heater was chosen to ensure that all heat must be transported through the specimen. The temperature and heat distribution have been evaluated numerically to find the required insulation on top and bottom. Based on the chosen insulation, the rig is able to measure the conductivity for specimens with minimum conductivity of 0.1 W/mK. To make the rig capable of measurements at different temperatures, a side wall cooling system has been developed where fluid is transported on the outer side of the rig. Depending on the coolant fluid, the rig is capable of measurements within a wide temperature range. Liquid nitrogen and tap water have been used in the measurements where the lowest measurement was performed at -137degC. The uncertainties have been determined where the positioning of the thermocouples have been shown to be most affecting due to the small dimensions of the rig. The results have an uncertainty of +-10%. The permeability rig have been developed using the principles of Darcy’s law. To estimate the magnitude of the flow rate and pressure loss for a given material, a set of empirical equations has been used. Based on the estimations it turned out that great variations in pressure loss can be expected depending on the pore size diameter of the material. They also stated the validation of Darcy’s law which is for slow viscous flow only. The uncertainties in the equipment have been estimated and indicated that results can be obtained with an uncertainty less than 10%. The measurements pointed out that the geometry of the rig should be modified as the pressure loss turned out to be too small. Due to delays, the adsorption materials were not available when the rigs were ready for measurements; therefore, other materials were chosen to test the rigs. The permeability results has been compared to the estimation based on the pore size diameter of the materials. For the conductivity rig, the results were harder to verify since the properties such as porosity and conductivity of the solid phase not were known.</p>

<p>Numeriske simuleringer blir utført for å undersøke hvordan swirlstrømning kan bidra til trykktapsreduksjon over rørbend. Fire individuelle sammenligninger gjøres først mot publiserte eksperimentelle data av Eggels, Wu & Moin, og Anwer & So, hvor strømningene har fellestrekk med denne oppgaven. Dette av den grunn at det ikke eksisterer talldata for swirlstrømning i dobbeltbend, samt til den hensikt å skaffe til veie erfaring rundt oppsett av numeriske skjema og turbulensmodeller for denne typen strømning. Det gjennomføres simuleringer for swirltall 0.5 og 1, og for ordinær rett rørstrømning, for bendradier 0.75D, 1D, 1.5D, 2D og 3D, for henholdsvis Re = 63300 og Re = 316000. Det utformes også en intern statisk swirlgenerator med 6 blader og 102 graders vridning. Resultatene viser at det er en korrelasjon mellom swirl og reduksjon av trykktap, ved at innsnevringer og områder med tilbakestrømning, som oppstår i en ordinær rett rørstrømning, reduseres betydelig. Total trykktapsreduksjon sammenlignet med rett rørstrømning, oppnås best i rørsystemer med flere påfølgende bend. Det vises også at bevaring av tangentiell hastighet gjennom dobbeltbend i to plan er avhengig av swirlretning og rørgeometriens retning i forhold til denne.</p>

I oppgaven vurderes det om autostereoskopisk 3D er egnet å bruke i videosamtaler.Bruk av 3D-teknikker for å forbedre den opplevde kvaliteten av video er i dag mer aktuelt enn noen gang før, og 3D får stadig nye bruksområder. I telepresence-systemer er målet å gjøre illusjonen av at menneskene du snakker med sitter i samme rom så realistisk som mulig. Viktigheten av øyenkontakt gjør samtidig bruk av 3D-briller ganske uaktuelt. Det har derfor vært naturlig å se på om bruk av autostereoskopisk 3D er egnet til å forbedre den opplevde kvaliteten og realismen i en videosamtale. For å vurdere dette har vi gjennom å etablere matematiske sammenhenger og gjøre praktiske forsøk kommet fram til hvilke faktorer som er viktige for å lage autostereoskopisk 3D av god kvalitet. Gjennom erfaringene med å lage 3D har vi kommet fram til hvilke muligheter og begrensninger denne 3D-teknikken har, og vi har vurdert i hvilken grad autostereoskopisk 3D er egnet for ulike scenarier. Vi har også gjort en direkte sammenligning av opplevelsen av en 2D-video og 3D-video ved hjelp av kvalitative metoder.Gjennom erfaringene vi har fått og resultatet av forsøk vi har gjort, har vi kommet fram til at autostereoskopisk 3D kan øke den opplevde kvaliteten av videosamtaler. Dybdeeffekten gjør at ansiktsuttrykk og kroppsspråk blir tydeligere, samtidig som brukeren opplever større innlevelse. Illusjonen av at personen på skjermen faktisk sitter der i virkeligheten forsterkes. Samtidig har autostereoskopisk 3D noen klare begrensninger, og er preget av å være en umoden teknologi. Begrenset innsynsvinkel, dårlige overganger mellom visningsvinduer og lang optimal avstand begrenser friheten til seeren mye. På kamerasiden er det utfordrende å finne kameraoppsett som er egnet på både kort og lang avstand og det er vanskelig å synkronisere kameraene.Vi har likevel tro på at ettersom teknologien utvikler seg, utfordringer blir løst og begrensningene i autostereoskopisk 3D blir mindre, vil dette bli en veldig aktuell teknologi å bruke i telepresence-systemer.

<p>Energi til romoppvarming og til produksjon av varmt forbruksvann utgjør en stor del av den totale energibruken i bygninger, og fossil energi eller elektrisitet blir ofte benyttet. Bruk av fossil energi og elektrisitet produsert av fossile kilder bidrar til global oppvarming, og det er derfor ønskelig å redusere bruken av både fossil energi og elektrisk energi. Det er da aktuelt å bruke fornybar varme, og et solvarmeanlegg som dekker deler av varmebehovet i bygninger kan være et godt alternativ. Det ble derfor gjort et litteraturstudie over mulighetene for å utnytte soloppvarming av vann i Norge, med fokus på steder med et klima tilsvarende Oslo-klima. Det ble også gjort en analyse av mulighetene for å utnytte et solvarmeanlegg i et spesifikt kontorbygg i Oslo som skal bygges ut. Kontorbygget bruker nå fjernvarme til vann- og romoppvarming, men andre alternativer undersøkes. For å undersøke mulighetene for å utnytte et solvarmeanlegg i kontorbygget ble det gjort simuleringer i to simuleringsprogram, utført en økonomisk analyse, og en kort analyse av potensiell reduksjon av klimagassutslipp. Til slutt ble det gjort en kort analyse av et nytt solvarmeanlegg for oppvarming av varmtvann i et grendesenter i Oslo, med blant annet en barnehage, skole, og en flerbrukshall. Analysen av grendesenteret er basert på temperaturmålinger fra solvarmeanlegget. Litteraturstudiet indikerer at solvarmeanlegg passer generelt best for bygninger med et stort varmtvannsbehov, og bygninger med et stort varmtvannsbehov i forhold til totalt varmebehov. Dette medfører at idrettshaller og lavenergiboliger og passivhus er best egnet for solvarmeanlegg. For kontorbygg vil et solvarmeanlegg ikke kunne dekke noen særlig stor andel av totalt varmebehov. Det vil imidlertid kunne bidra til at krav i nye standarder og forskrifter blir oppfylt. I tillegg vil et solvarmeanlegg kunne bidra til en bra energimerking av kontorbygg og bygg generelt. Hvis det skal bygges et solvarmeanlegg i tilknytting til kontorbygget i Oslo anbefales det å bygge et solvarmeanlegg for vann- og romoppvarming med solfangere på taket. Solvarmeanlegget som anbefales har et solfangerareal på 100 m2 og en lagringskapasitet på 5000 liter. Solvarmeanlegget bruker en god vakuumrørsolfanger som er vendt mot sør og har en helningsvinkel på 60 °. Solvarmeanlegget gir en årlig varmeproduksjon på 13,9 % av årlig energibehov til vann- og romoppvarming. Resultatene fra den økonomiske analysen av solvarmeanlegget til kontorbygget er usikker. Resultatene er avhengig av hva levetiden til solvarmeanlegget blir og hvor stor kostnaden knyttet til planlegging og oppføring av solvarmeanlegget er. Hvis levetiden til solvarmeanlegget er 20 år og kostnad knyttet til planlegging og oppføring av solvarmeanlegget er 39 % av total investeringskostnad vil anbefalt solvarmeanlegg gi et tap på omtrent 209 328 kr, det trengs da en støtte på 2,2 kr/kWh produsert fornybar varme for at solvarmeanlegget skal gå i null. Hvis levetiden til solvarmeanlegget er 20 år og kostnad knyttet til planlegging og oppføring er 20 % av total investeringskostnad vil solvarmeanlegget gi en gevinst på omtrent 53 766 kr. Hvis levetiden til solvarmeanlegget er 30 år og kostnad knyttet til planlegging og oppføring er 39 % av total investeringskostnad vil anbefalt solvarmeanlegg gi et tap på omtrent 65 421 kr, det trengs da en støtte på 0,7 kr/kWh produsert fornybar varme for at solvarmeanlegget skal gå i null. Hvis levetiden til solvarmeanlegget er 30 år og kostnad knyttet til planlegging og oppføring er 20 % av total investeringskostnad vil solvarmeanlegget gi en gevinst på omtrent 197 673 kr. Anbefalt solvarmeanlegg vil redusere årlig klimagassutslipp fra kontorbygget med omtrent 8924 kg CO2-ekvivalenter. Dette tilsvarer omtrent å fjerne 1,5 biler fra veiene i året. Resultatene viser at det er mulig å bruke solvarmeanlegg som kan ta en del av varmebehovet i kontorbygninger i et klima tilsvarende Oslo-klima. Om solvarmeanleggene er lønnsomme kommer an på hvor lang levetid solvarmeanleggene får og hvor stor investeringskostnaden blir. Mange av de simulerte systemløsningene for solvarmeanlegg i kontorbygget ble aldri lønnsomme, selv med lang levetid og optimistisk investeringskostnad. Det er derfor viktig å gjøre en grundig analyse før en bygger store solvarmeanlegg for kontorbygninger. Beregninger indikerer at solvarmeanlegget på Storøya Grendesenter har produsert varme tilsvarende 5,8 % av totalt energibehov til oppvarming av varmtvann i perioden anlegget har blitt analysert. Beregningene er basert på temperaturmålinger fra og med uke 11 til og med uke 14, og fra og med uke 18 til og med 28. mai i uke 21. Beregningene er svært usikre siden de bare er basert på temperaturmålinger, men de indikerer at solvarmeanlegget ikke fungerer optimalt.</p>

<p>Sammendrag Denne masteroppgaven tar for seg klimatiseringsløsningen i et kontrolltårn ved en flyplass. Kontrolltårnkabinen er studert med mål om å komme frem til en optimal systemløsning med hensyn på energieffektiv drift og godt arbeidsmiljø. Denne delen av kontrolltårnet er av en komplisert form, og består av store glassfasader. Dette gir en utfordring med å forsyne flygelederne med et godt nok inneklima. Det er fokusert på akustisk, atmosfærisk og termisk inneklima i dette arbeidet. Energiberegninger og simuleringer av inneklimatiske verdier i oppgaven er gjort i beregningsprogrammet SIMIEN 4.034. Klimatiseringsløsningen som var tiltenkt tårnkabinen består av omrøringsventilasjon, kjølebafler og radiatorer. En vurdering er fremlagt av denne systemløsningen sammen med andre forbedringer for kontrolltårnkabinen. Alternative klimatiseringsløsninger er så presentert, og en ny, forbedret systemløsning foreligger som resultat av inneklimatiske og energimessige vurderinger. Den nye, foreslåtte klimatiseringsløsningen består av personlig ventilering ved arbeidsbordet til flygelederne, i tillegg til den opprinnelig valgte løsningen. Dette gir flygelederne individuell kontroll over sitt eget lokale klima. Ettersom personer har veldig forskjellige preferanser særlig til termiske forhold, vil individuell kontroll av luftens temperatur og hastighet føre til en større komfortmessig gevinst. Termisk komfort påvirker prestasjon og mental ytelse, og termisk balanse med omgivelsene gir maksimal uttelling for arbeidseffektivitet. Personlig ventilasjon tilfører samtidig friskluft direkte til pustesonen, og sørger dermed for tilnærmet forurensingsfri luft til flygelederne. Det totale netto energibehovet for denne klimatiseringsløsningen ligger 3,2 % høyere enn for Multiconsults tiltenkte løsning. For en forbedret energieffektivitet og inneklima i tårnkabinen, ble det i tillegg anbefalt å igangsette andre tiltak: En installering av radiatorer med lavere konveksjonsgrad vil gi en mer behagelig oppvarming og en reduksjon av kaldras fra vinduene. For å hidre den store solinnstrålingen gjennom sommeren vil en bruk av vinduer med lavere solfaktor føre til et mindre kjølebehov og et bedre termisk inneklima. En reduksjon i solfaktoren på 5 % vil kunne dekke det høyere energibehovet for den nye klimatiseringsløsningen. For å hindre lav relativ luftfuktighet gjennom vinterperioden bør det installeres en befukter i ventilasjonsanlegget. Dermed installeres det også en fuktsensor i tillegg til en sensor for strålingstemperaturen. Disse to parametrene er svært viktige for opplevelsen av et godt inneklima.</p>

<p>Helt fra 25 år tilbake har issørpe som ny teknologi for å bedre kjølebetingelsene for fisk fått mye oppmerksomhet. Etter nesten 30 år med kontinuerlig innsats fra forskere og produsenter, har issørpe etablert seg som en anerkjent og meget god kjøleteknologi på dette området, samt et egnet medium for konservering. Når det gjelder håndtering av issørpen ombord på fiskebåter, er det kjent at på de fleste fiskebåter benyttes issørpen til direkte kjøling av fisk og annen fangst. Issørpen blir da produsert av sjøvann ombord på båtene, og når fangsten tas inn blir den blandet med issørpe i beholdere. Ulik håndtering av issørpen ble prøvd ut gjennom praktiske forsøk. Basert på målinger av kjernetemperatur i modellprodukt ble kjøleeffekten i fire ulike metoder for bruk av issørpe sammenlignet. De ulike metodene bestod av tre ulike tilfeller med hensyn til drenering av issørpen, hhv. uten drenering, kontinuerlig drenering og forhåndsdrenering (større iskonsentrasjon enn uten drenering). I tillegg ble en siste metode med luftinnsprøyting i bunn av issørpebeholderen prøvd ut som et tiltak for å bedre varmeovergangen. Issørpen ble også sammenlignet med tradisjonell kjøling med flak-is. Kjøleprosessene ble modellert i MATLAB og simuleringer kjørt i forsøk på å tallfeste kjøleeffekten i form av et varmeovergangstall. Det ble ved siden av modellproduktene utviklet et system beregnet for studering av interaksjonen mellom issørpe og produkt ved hjelp av et termisk kamera. Temperaturmålinger i modellprodukt bekreftet en langt større kjølekapasitet ved bruk av issørpe sammenlignet med tradisjonell flak-is. Issørpe ga raskere nedkjøling enn flak-is uansett håndtering, men sammenligning av temperaturmålinger og varmeovergangstall viste at hvordan issørpen benyttes er avgjørende. Lav iskonsentrasjon medførte temperaturstigning i beholderen og modellproduktene nådde ikke kjernetemperaturer under 0 °C. Høyere iskonsentrasjon ga raskere nedkjøling og lavere slutttemperatur. Luftinnsprøyting i issørpen for å skape omrøring viste seg å gi en vesentlig økning i varmeovergangstallet. I tillegg opprettholdes issørpens lave temperatur også inne ved produktoverflaten, i motsetning til de øvrige kjøletilfellene hvor denne temperaturen opplevde en stigning etter forsøksoppstart, for så å etterhvert gå ned igjen. Konseptet for lufttilførsel i issørpen bør derfor jobbes videre med, ettersom det har en potensiell gevinst i produktkvalitet som følge av raskere nedkjøling og konstant lav overflatetemperatur hos produkt uten at frysing oppstår.</p>

A series of former small scale experiments on unstable gas lift conducted at the NTNU multiphase laboratory have become subject to numerical simulations with two different multiphase one-dimensional flow simulators. In the experimental setup the injected gas accumulates in a riser inlet bend configuration and then discharges into the riser due to expansion driven flow acceleration in the riser. This gives a cyclic flow, resulting in unstable production with characteristics similar to those associated with density wave instability. No similar experimental contributions have been found in the literature. Simulations with and without slug tracking have been performed with the commercially available simulator OLGA. The simulations without slug tracking have been conducted on a fine grid with a cell length in the order of one pipe diameter, thus representing a slug capturing approach. The OLGA simulations with slug tracking have been conducted on a coarser grid. The SLUGGIT simulator is a non-commercial in-house NTNU slug tracking simulator based on a moving grid formulation. This simulator exists in several versions which are all implemented in C++ by use of object oriented techniques. One of these versions has been modified to handle a gas source at any location along the pipeline. Both OLGA without slug tracking as well as the SLUGGIT have proven capable of reproducing the unstable expansion driven flows shown inthe experiments.

Flerfasestrømning er et komplekst forskningsområde med mange usikkerheter. Kompleksiteten gjør at litteraturen består av mange modeller med vilt forskjellige innfallsvinker for hvordan fasefraksjoner, trykkfall og strømningsmønsteroverganger i slike strømninger skal modelleres. Forskjellene mellom disse modellene gjør at det er et behov for en enkel måte å sammenligne de med hverandre og med eksperimentelle data. I denne oppgaven er et rammeverk og et program som muliggjør slike sammenligninger planlagt, skrevet og dokumentert.Ved oppgavens start eksisterte det et program for MATLAB laget av en tidligere masterstudent for beregning av flerfase strømningsmodeller. Programmets funksjoner var nokså begrenset og kildekodens dårlige kvalitet gjorde det vanskelig å legge til nye modeller. Målet var derfor å lage et program og rammeverk fra grunnen av i C++ med større fleksibilitet, større grad av objektorientering og bruk av moduler. En tredeling ble derfor valgt med et hovedprogram som tar imot inn-data, sender disse til beregningsprogramtilleggene og viser resultatene, et sett med uavhengige programtillegg hvor alle beregninger foregår og til slutt et støttebibliotek for å koble sammen de to førstnevnte delene.Grensesnittene mellom hovedprogrammet og programtilleggene er slike at nye programtillegg kan utvikles uten endringer i kildekoden til hovedprogrammet. Etter at et programtillegg er lagt i korrekt mappe vil hovedprogrammet automatisk laste inn dette ved neste programstart og beregninger kan utføres med en gang.Fem forskjellige typer programtillegg for ulike beregninger er støttet, disse står for beregning av friksjon mellom fasene og veggen, slipp-forhold, utregning av regimeoverganger og beregningsmetoder for hvert av regimene. Resultatet er et fleksibelt program som raskt kan utføre mange typer beregninger og sammenligninger.

Denne rapporten fokuserer på en eksperimentell undersøkelse av fase inversjon for olje-vann blandinger. Undersøkelsen har blitt utført ved batch forsøk og direkte strømnings forsøk (uten å øke den dispergerte fasen), og både rå-olje og modell-olje har blitt brukt. Når modell-olje har blitt brukt, har også hydrofobe surfaktanter blitt brukt for å prøve å få oljen til å oppføre seg som en rå-olje og forsøke å kontrollere inversjons prosessen. Spesiell fokus har blitt rettet mot formasjon av multiple emulsjoner (w/O/W), og hvordan dette kan føre til fase inversjon. Visuelle bevis er presentert. Den første delen av denne rapporten er teoretisk, og inneholder den nødvendige teorien for å kunne tolke de eksperimentelle resultatene. Den inneholder også en beskrivelse av det eksperimentelle oppsettet som er brukt, og hvilke forsøk som er utført. Den siste delen av rapporten inneholder en seksjon med resultatene fra forsøkene. Denne delen inneholder trykkfall kurver, korde lengde målinger, visuelle bevis, og en samling av oppdagede, eller bekreftede relasjoner fra de utførte batch forsøkene. Resultatene er diskutert og konklusjoner er gjort, basert på det eksperimentelle arbeidet og eksisterende teorier. Resultatene er drøftet og det er konkludert med at fase inversjon kan skje i direkte strømnings forsøk med råolje (fra Grane feltet) som et resultat av at det dannes multiple emulsjoner over tid. Ved å bruke en korrekt mengde surfactant kan dette også skje når man bruker modell olje (Primol 352).Det blir også konkludert med at Cryo ESEM tekonologi kan bli brukt til å dokumentere formasjonen av multiple emulsjoner med større sikkerhet enn ved metoder brukt i tidligere arbeid forfatterne kjenner til.

Denne rapporten fokuserer på en eksperimentell undersøkelse av fase inversjon for olje-vann blandinger. Undersøkelsen har blitt utført ved batch forsøk og direkte strømnings forsøk (uten å øke den dispergerte fasen), og både rå-olje og modell-olje har blitt brukt. Når modell-olje har blitt brukt, har også hydrofobe surfaktanter blitt brukt for å prøve å få oljen til å oppføre seg som en rå-olje og forsøke å kontrollere inversjons prosessen. Spesiell fokus har blitt rettet mot formasjon av multiple emulsjoner (w/O/W), og hvordan dette kan føre til fase inversjon. Visuelle bevis er presentert. Den første delen av denne rapporten er teoretisk, og inneholder den nødvendige teorien for å kunne tolke de eksperimentelle resultatene. Den inneholder også en beskrivelse av det eksperimentelle oppsettet som er brukt, og hvilke forsøk som er utført. Den siste delen av rapporten inneholder en seksjon med resultatene fra forsøkene. Denne delen inneholder trykkfall kurver, korde lengde målinger, visuelle bevis, og en samling av oppdagede, eller bekreftede relasjoner fra de utførte batch forsøkene. Resultatene er diskutert og konklusjoner er gjort, basert på det eksperimentelle arbeidet og eksisterende teorier. Resultatene er drøftet og det er konkludert med at fase inversjon kan skje i direkte strømnings forsøk med råolje (fra Grane feltet) som et resultat av at det dannes multiple emulsjoner over tid. Ved å bruke en korrekt mengde surfaktant kan dette også skje når man bruker modell olje (Primol 352).Det blir også konkludert med at Cryo ESEM tekonologi kan bli brukt til å dokumentere formasjonen av multiple emulsjoner med større sikkerhet enn ved metoder brukt i tidligere arbeid forfatterne kjenner til.