Wet gas compression and subsea compression technology has gained increased focus in the recent years. With aging fields on the Norwegian continental shelf and new discoveries in arctic regions, subsea compression could boost aging gas fields and make remote fields profitable where extraction is difficult. Wet-gas compression could reduce the need for expensive scrubbers and separators and this would be a major economic enhancement to subsea processing. There is currently no standard for wet gas compression as the ASME PTC 10 [1] offers no guidance on this. The complex phenomena encountered in wet-gas compression is not yet fully understood. The present work is concerned with the thermal discharge equilibrium of a wet-gas compressor, as this will strongly influence the performance calculations of the compressor. If there is thermodynamic equilibrium at the discharge, then measurements and calculations become relatively simple. If not, then everything becomes more complex.A numerical simulation model was established, both for dry and wet gas. An open loop test rig at NTNU was used to compare calculations with experiments to validate the model. This was done with great success for dry gas. For wet gas accurate measurements were not obtained. The working fluid was an air-water mixture, where water was injected into almost saturated air.To calculate the possible gas discharge temperature under heavily wet conditions, a power balance was also set up. The uncertainties in the frequency converter and the torque meter were too great for reliable power calculations. A new measurement technique has been proposed to be able to measure the gas temperature, utilizing a cyclone to separate the gas prior to the measurements. This technique has not been tested.The numerical model showed small signs of non-equilibrium conditions at GMF 0,8. The discharge temperature proved as large as 0,16°C or 0,15°C depending on the droplet diameter. These differences are still significant when calculating the polytropic efficiency. Evaporation proved to be virtually non-existent in the calculations, due to almost saturated conditions at the inlet. Still, validation against wet-gas experiments is needed to confirm the findings.

Det er i denne rapporten gjennomført dynamisk analyse av to kraftverk under prosjektering av BKK, Aldal Kraftverk og Nye Frøland Kraftverk. Analysen omfatter elastisk simulering av opp- og nedsving i svingesjakter og retardasjonstrykk ved avslag eller pådrag, samt frekvensanalyse for reguleringsstabilitet. For simulering er det utviklet et generelt program som benytter karakteristikkmetoden for å beregne retardasjonstrykk og massesvingninger i systemet, mens et program utviklet av en annen masterstudent er brukt under frekvensanalysen. Mye av fokuset i dette arbeidet er å utvikle et simuleringsprogram for beregning av massesvingninger og retardasjonstrykk som er så generelt som mulig og dermed kan benyttes for andre kraftverk enn de to som er analysert her. Kildekoden til dette programmet er å betrakte som åpen, og kan fritt benyttes av andre for egne simuleringer eller videreutvikling.Simuleringer for Nye Frøland kraftverk har vist at foreslått svingesjakt er underdimensjonert, og overflom vil inntreffe ved pådrag med etterfølgende avslag i mest ugunstige fase. I tillegg skaper et trangt tverrsnitt opp til svingesjakten problemer med trykkstøt og regulering. Videre simuleringer viser at om dette tverrsnittet utvides med en meter i diameter resulterer det i akseptable trykkstøt og en rask regulering. Det konkluderes derfor at svingekammer må utvides, samt flyttes lengre opp i terrenget for å unngå overflom. Svingesjakt i Aldal Kraftverk er foreslått plassert i forbindelse med svingesjakt til Aldalselva, som er det nederste av to bekkeinntak i dette kraftverket. Simuleringer viser at svingesjakten er dimensjonert tilstrekkelig for å unngå overflom, men nedsvinget vil nå ned til tilføringstunnelen for bekkeinntaket. Dette er ikke kritisk for kraftverket, men vil føre til økt sedimenttransport. Det er også konkludert med at antagelsen om at bekkeinntak mot Kvernelva kan neglisjeres ikke stemmer. Bekkeinntakets lengde er i den størrelsesorden at oppsving til bekkeinntaket vil finne sted, med mindre det installeres en enveis ventil i nevnte bekkeinntak. Det konkluderes derfor med at svingesjakten bør flyttes opp til knutepunkt mellom øvre bekkeinntak og driftstunnel. Forslag om et nytt svingesjaktprinsipp er lagt frem, da opprinnelig prinsipp får en lengde på sjakt i størrelsesorden med tilføringstunnelens lengde. Det har i alternativet nevnt ovenfor vist seg at en god regulering ikke kan oppnås. Det anbefales derfor å vurdere å innføre en ekstra svingesjakt nærmere turbinen for å bedre reguleringen.

Formålet med masteravhandlingen er å gjennomføre en systematisk evaluering av ulike end-flash løsninger i forhold til kraft- og brenselbalanse, produksjonskapasitet, LNG-produktspesifikasjoner, spesifikt kraftforbruk og samlet kraftforbruk i forhold til LNG-produksjon. For å begrense analysen fokuserer studiet seg om følgende typer end-flash konfigurasjoner; i) ingen spesifikt end-flash system (avdampning inn i LNG-lagringstank), ii) enkelt end-flash system med flashgasseparator, iii) systemer med mer separasjon mellom C1 og N2 og økt metangjenvinning (strippekolonne), og iv) resirkulering av end-flash gass til oppstrøms kondenseringsprosessen. Bruk av flashgass for brensel og gjenvinning av kald energi fra flashgassen vurderes når slike alternativer er mulige. For system i) og ii) vurderes kaldgasskompresjon av EFG og BOG mot kuldegjenvinning og varmere kompresjon av EFG og BOG til fyrgass.For å oppnå en metodisk sammenligning og analyse implementeres de ulike end-flash systemene inn i en C3MR-kjøleprosess. Sammenligning for systemene baseres på tilgjengelig kraft fra to Frame-7 gassturbiner med tilhørende hjelpemotorer. Det elektriske kraftgenereringssystemet drives av gassturbingeneratorer. Fyrgass fås fra NG oppstrøms kjøleprosessen, fra EFG og BOG, eller fra en kombinasjon av disse. Simuleringene gjennomføres med to ulike gassammensetninger med henholdsvis høyt og lavt N2-innhold. Lav-N2 har et N2-innhold på 0,5 mol%, som er lavere enn LNG-krav. Alle end-flash konfigurasjonene vurderes derfor med lav-N2. Høy-N2 innholder 3 mol% nitrogen. Evaluering av høy-N2 og system i) gjennomføres ikke grunnet uoppnåelig tilfredsstillelse av LNG-krav. System med lav-N2 og avdampning inn i LNG-lagringstank oppnår et høyt spesifikt kraftforbruk og dårligst parameter for samlet kraftforbruk i forhold til LNG-produksjon, sammenlignet med de andre systemene. Systemløsning med kolonne oppnår et LNG-produkt med et veldig lavt N2-innhold, som kan bety større gevinst ved salg. Med tanke på produktrate og kraftforbruk, er system med separator en optimal løsning med lav-N2. End-flash system med høy-N2 og separator medfører at noe av EFG og BOG må resirkuleres oppstrøms kjøleprosessen for at systemet ikke skal levere for mye fyrgass og samtidig tilfredsstille LNG-krav. Med strippekolonne og høy-N2 kan EFG og BOG dekke nødvendig fyrgassmengde og tilfredsstille LNG-krav uten resirkulering. Samlet krever prosessen et mindre kraftforbruk enn system med separator. Resirkulering oppstrøms kjøleprosessen bør unngås dersom mulig. Dersom N2-innholdet i EFG og BOG er for høyt og ikke kan benyttes til fyrgass, må nitrogenet tas ut av systemet med en dobbeltkolonne, som medfører mer kompleks drift. Et mer komplekst system gir ikke nødvendigvis økt LNG-produksjon for et bestemt kraftforbruk. Termodynamisk sett kan et LNG-anlegg tjene på å benytte kaldgasskomprimering framfor kuldegjenvinning og varmere kompresjon av EFG og BOG.

Aeroelastic design and fatigue analysis of large utility-scale wind turbine blades are performed. The applied fatigue model is based on established methods and is incorporated in an iterative numerical design tool for realistic wind turbine blades. All aerodynamic and structural design properties are available in literature. The software tool FAST is used for advanced aero-servo-elastic load calculations and stress-histories are calculated with elementary beam theory.According to wind energy design standards, a turbulent wind load case is implemented. Fatigue loads are estimated based on 100% availability and a site-specific annual wind distribution. Rainflow cycle counting and Miner’s sum for cumulative damage prediction is used together with constant life diagrams tailored to actual material S-N data. Material properties are based on 95% survival probability, 95% confidence level, and additional material safety factors to maintain conservative results. Fatigue performance is first evaluated for the baseline blade design of the 10MW NOWITECH reference wind turbine. Results show that blade damage is dominated by tensile stresses due to poorer tensile fatigue characteristics of the shell glass fiber material. The interaction between turbulent wind and gravitational fluctuations is demonstrated to greatly influence the damage. The need for relevant S-N data to closely predict such blade stress cycle events is investigated to avoid non-conservative conclusions. State-of-art wind turbine blade trends are discussed and different designs of the NOWITECH baseline blade are analyzed in a parametric study focusing on fatigue performance and material costs.

Våtgasskompressorer er en ny teknologi, og kan være svaret på hvordan uprosessert gass kan transporteres til prosessanleggene. Lykkes industrien med dette kan det føre til store kostnadsbesparelser som vil gjøre marginale felt lønnsomme. I tillegg vil teknologien føre til økt gassutvinning på eksisterende felt. I denne oppgaven er diffusor- og spiralhusdesign til eksisterende kompressor i laben på NTNU optimalisert. Ved hjelp av CFD programmet ANSYS 13.0 har de nye designene blitt simulert og strømningsbildet, ytelseskarakteristikk og polytropisk virkningsgrad har blitt dokumentert. I tillegg har simuleringer med partikkelinjeksjon blitt gjort for å se på hvilke innvirkning dette har for strømningsbildet i kompressoren. I diffusoren har fire nye design blitt laget. To er laget med nye diffusorbredder, et hvor innløpet har blitt innsnevret og et hvor diffusorutløpet ikke er avrundet. I spiralhuset har to nye design med økt tverrsnittareal blitt laget. I tillegg har eksisterende CFD modell av kompressoren på NTNU blitt oppdatert for å gjøre modellen mer lik kompressoren. Denne modellen benyttes som et sammenligningsgrunnlag for de andre designene. Analyse av de nye designene har vist at designet med det største spiralhuset har høyest trykkgjenvinning og polytropisk virkningsgrad for alle volumstrømmer. Maksimalt trykkforhold er 1,35 og maksimal polytropisk virkningsgrad er 85,1 % ved 0,86 m3/s. Eksisterende design har maksimal trykkøkning på 1,33 ved 0,76 m3/s og maksimal virkningsgrad på 82,7 % ved 0,86 m3/s. Simuleringene viste stor grad av seperasjon i diffusoren med det store spiralhuset, og kompressorytelsen vil økes ytterligere ved forbedring av diffusoren. Innsnevring av diffusor har redusert seperasjon i diffusoren, og dette har økt ytelsen. I tillegg har et ikke-avrundet diffusorutløp redusert virvelstrømning i spiralhuset betydelig.Partikkelsimuleringene har vist at partiklene legger seg på høytrykksiden av impelleren og blir kastet tangentielt mot spiralhuset. Partikkelinjeksjon reduserte strømningsvinkelen til gassen, α, i sentrum og mot shroud i diffusoren, mens vinkelen økte ved hub. Reduksjon i strømningsvinkel forbedret trykkøkningen til kompressoren med 4 %.

Self-cleaning technology is used in a variety of products today, with glazing products being the foremost area of application. However, there are several self-cleaning technologies in use and their self-cleaning efficiency may be unclear. This study aims to give a comprehensive state-of-the-art review of the self-cleaning glazing products available on the market today and investigate methods for measuring the self-cleaning effect. Various future research pathways and opportunities for the self-cleaning products of tomorrow are also explored within this study, with emphasis on solar energy application areas such as daylight, solar radiation transmission, electrochromism, building integrated photovoltaics (BIPV), solar cell glazing and solar cells in general. Self-cleaning products from several manufacturers that utilize two different self-cleaning technologies of either photocatalytic hydrophilic or hydrophobic capability are presented. The photocatalytic hydrophilic products in question are self-cleaning glazing products ready-to-use when purchased, whilst the presented hydrophobic products are coatings that must be applied to existing glazing products in order to yield a water-repellent and self-cleaning surface. It is stated that the self-cleaning action of the photocatalytic hydrophilic products is evident through 25 to 30 years, even during dry spills, and that they are able to maintain a cleaner surface than ordinary untreated float glass. However, the self- cleaning action of hydrophobic-coated products is limited by a relatively short life expectancy of about 3-4 years, and their self-cleaning performance is found to be feeble compared to ordinary untreated float glass. Nonetheless, the potential for future use of both self-cleaning technologies are apparent, with focus on alternative application areas such as solar cells, BIPV and information display devices, which indeed could benefit from utilizing the self- cleaning technology. Visions for future self-cleaning products are also discussed, which combine self-cleaning abilities with photovoltaism and electrochromism, whereupon the applicability of the self-cleaning technology may be greatly increased.

The report is written to show as to what extent test-driven development (TDD) and continuous integration (CI) can be used on KBE models and how a unit testing framework for KBE models can be developed.Test-driven development (TDD) and continuous integration (CI) has changed the way software is tested. Software testing was often a separate process at the end of a project. It is now being worked on during the entire development period. TDD and CI relies on unit tests. Unit tests are done by dividing the code into the smallest possible units and testing each of them independently. This master’s thesis asks how these practices can be used for testing knowledge based engineering (KBE) models.A unit testing framework for the Adaptive Modeling Language (AML), AUnit, has been developed. It is explained in detail and an introductory guide to using AUnit for testing KBE models in AML is included. AUnit was used to perform TDD and CI on different KBE models, both creating new models and testing existing ones. Testing KBE models differ to a large degree from testing regular object-oriented software. Different approaches for unit testing and TDD has been performed on several KBE models. It was concluded that the basic attributes in KBE models cannot be unit tested in a sensible way. This includes adding any superclasses and simple parameters like height and width. Without including these attributes, unit testing cannot fully be performed on KBE models using AUnit. However, the models can highly benefit from having unit tests for the logic in the model, which is where the most severe bugs will be. When the attributes are implemented in the model, test-driven development (TDD) can be performed on the models.Automatic continuous integration (CI) has been performed on a KBE model andthe basic principles of CI have been accounted for. CI for KBE models does notdiffer much from other software projects, so its focus is reduced.

Gjennom dette arbeidet, er nanomekaniske kompresjonsegenskaper undersøkt for tre forskjellige materialer: To stål legeringer og et renjern. Pillarer av varierende størrelse, fra diameter 100nm til 2um, er fabrikkert ved bruk av FIB (Focused Ion Beam) i NTNU nanolab, etterfulgt av kompresjonstesting. Hvorvidt størrelsen til pilarene påvirker de mekaniske egenskapene, er gjennomgående undersøkt for alle tre materialene, med spesielt hovedvekt på en-krystall renjern. «Small is stronger» er et velkjent utsagn i micro skala verden, og er diskutert videre her for hvert materiale. F70 er en arktisk multifase ståltype, hvorpå lokale egenskaper i korngrense og matrix er undersøkt. Lokale soner i dette stålet er korngrenser bestående av MA-partikler (Martensitt og rest-Austenitt) og matriksen som består av fraksjoner av bainitt, martensitt, feritt og rest-austenitt. Stålet er varmebehandlet i to sykluser for å simulere ICCGHAZ i sveisesoner, hvorpå avkjølingshastigheten i temperatureintervallet fra T=800 - 500°C er satt til 5 sekund for en prøve, og 10 sekund for en annen prøve. Avkjølingshastigheten avgjører således de bruddmekaniske egenskapene, som er undersøkt ved nanomekanisk kompresjons testing. Pilar størrelsen er 250nm, 450nm og 1um. Resultatet indikerer at 5 sekunds prøven utviser høyere styrke og seighet. Størrelseseffekten er ikke fremtredende før en kritisk pilar diameter på 250nm er nådd. Dette stålet er undersøkt som en del av prosjektet Arctic Materials Group på SINTEF.Et to-fase stål bestående av martensitt korn i en matriks av feritt er undersøkt som en del av EU-prosjektet ved NTNU. To forskjellige prøver er undersøkt, hvorpå forskjellen skyldes legeringsinnhold av 0.05wt% Nb i den ene prøven, og ingenting i den andre. Legeringselementet øker både duktile egenskaper og styrken, på grunn av finfordelte utfellinger av karbider og redusering av kornvekst. Single-slip orienteringen (5 2 11) i feritt fasen er i hovedfokus, men martensitt fasen er også undersøkt. Fra resultatene kan det konkluderes med at innhold av Nb hever styrken og duktiliteten til materialet markant. Pillar diameter testet er 500nm og 1um. Størrelseseffekten kan ikke påvises eller avkreftes, da det ikke er undersøkt nok pillar størrelser til å trekke en absolutt konklusjon. Tre forskjellige orienteringer av 99.998% rent bcc-Jern er undersøkt: Multi-slip orientering (111) og (110), sammen med en single-slip orientering (235). Hovedfokuset ligger i å undersøke størrelseseffekten av en-krystall bcc-Fe, og om effekten av single-slip i forhold til multi-slip systemer påvirker resultatene. Kompresjons testing avslører at det er en fremtredende størrelseseffekt tilstede i alle tre orienteringer. Styrken til (111) orienteringen er høyere jevnt over sammenlignet med de to andre orienteringene, selv om størrelseseffekten er mest fremtredende i (235). Den økte styrken som de minste pillarene utviser, er således ikke påvirket av mengden av tilgjengelige slip-systemer. En beskrivende ligning for størrelses-effekt sensitiviteten er τ = D-n, hvor størrelsen på n indikerer sensitiviteten. For dette renjernet ligger verdien av n i samme området som for fcc metaller, altså en markant størrelseseffekt. Skjønt, er deformasjons mekanismen i fcc og bcc grunnleggende forskjellige. Den observerte styrke økningen, konkluderes å være forårsaket av atermale prosesser, eller ved skru-dislokasjoners grad av mobilitet. Pillar størrelsen varierer fra 100nm, 500nm, 1um og 2um. Det kan derfor konkluderes med at det er en sterk størrelse effekt i bcc-Fe. For å kunne forstå de lokale egenskapene i komplekse mikrostrukturer, er det først og fremst avgjørende å forstå deformasjonsmekanismen i rene en-krystaller. En god teori for plastisk deformasion på sub-mikro nivå er fremdeles ikke fremkommet og validert både eksperimentelt og data simulert. Når dette skjer, kan man være i stand til å forstå effekten av komplekse gitterstrukturer og legeringsinnhold, på nanomekaniske plastiske egenskaper. Med andre ord, man må tilnærme seg problemet fra en bottom-up perspektiv. Koblingen mellom datasimuleringer og eksperimentell testing på sub-mikronivå, må gjøres sterkere. Inntil dags dato, er mye av dette universet fremdeles uutforsket, og kun mindre forstått. Derfor kan du bruke denne oppgaven som ditt springbrett inn i verden av nanoskalerte materialeventyr!

Related to the technology of CO2 capture, transport, and storage (CCS), an accurate transport model which predicts the behaviour of carbon-dioxide mixtures during steady-state and transient situations, is needed. A correct estimation of the frictional pressure-drop is an important part of such a model.A homogenous friction-model, the Friedel model, and the Cheng et al. model have been compared with six steady-state experiments using pure CO2. The experiments were nearly adiabatic and within the following range: mass velocities from 1058 to 1663 kg/m2s, saturated temperatures from 3.8 to 17 C (reduced pressures from 0.52 to 0.72), vapor fractions from 0.099 to 0.742, and pipe diameter of 10 mm.The Friedel model was found to be the most accurate model with a standard deviation of 9.7 % versus 55.74 % for the Cheng et al. model and 29.18 % for the homogenous model.The selected friction models were implemented into a numerical model for pipe flow of multiphase CO2, and one of the mentioned experiments was reproduced. The result illustrates how the accuracy of the friction model is even more important when used as a part of the complete transport-model. This is mainly because the friction model and other sub-models, such as the equation of state, are coupled. During the implementation of the Cheng et al. model, certain errors in the original paper were found and corrected.In the case of a transient flow, the influence of the friction model and the associated slip relation, were explored. It was shown that wave speeds strongly depends on the slip relation used. The friction model itself will indirectly affect the wave speed. This is mainly because of the reducedfluid velocity arising when the driving force across the wave is reduced. However, the main effect of the friction model is the pressure gradient arising in regions where the velocity is non-zero.

Denne rapporten tar utgangspunkt i Statens vegvesens og Jernbaneverkets konseptvalkutredning for transportløsning veg/bane Trondheim – Steinkjer og utvikler det anbefalte konsept 1 videre mellom Skatval og Åsen. Det sees også på muligheten for å utbedre eksisterende E6 til motorvegstandard langs hele strekningen.Ulike løsninger for å bygge et parallelt lokalvegnett på hele denne strekningen vurderes, da dette er påkrevd dersom E6 utbedres til motorveg.Den totale strekningen Skatval Åsen deles inn i fire parseller:-Parsell 1, Skatval-Parsell 2, Langstein-Parsell 3, Vuddudalen-Parsell 4, ÅsenAnbefalt løsning for Parsell 1 og 3 presenteres i tegninger i målestokk 1:5000 og 1:2000 i eget vedleggshefte.