At Forsmarks Kraftgrupp AB (FKA) forces on pipe systems due to transient flow are frequently calculated as a step to verify their structural integrity. In nuclear industries these forces are often calculated with a one dimensional thermal-hydraulic analysis-code called RELAP5. When calculations regarding more complex geometries are needed, the three dimensional code Fluent is often used. This code is highly time consuming and requires large computational power. This projects aim is to compare calculations of pressure, flow and forces carried out by RELAP5 and Fluent for an arbitrary pipe section during transient flow conditions. This has been accomplished by constructing a simple geometry for which a transient flow is simulated in both programs. Forces have been calculated via pressure difference over the pipe section and also by use of differentiated mass flow. In Fluent k-ω SST and VLES turbulence models have been used and also two different numerical schemes in order to investigate their influence on the results. The results show that forces calculated with RELAP5 and Fluent are in parity. Small differences in mass flow and pressure appear when comparing between the codes. This probably stem from different handling of losses in RELAP5 and Fluent. The differences have no effect on forces calculated since the differentiated mass flow and pressure difference used are equivalent for both codes. / Vid Forsmarks Kraftgrupp AB (FKA) beräknas ofta krafter i rörsystem uppkomna av transienta flöden som ett steg i att verifiera systemens strukturella integritet. Inom kärnkraftsindustrin används vanligen det endimensionella termohydrauliska analysprogrammet RELAP5 vid utförande av transienta rörflödesberäkningar. Vid beräkningar med en mer komplex geometri använder FKA bl a det tredimensionella programmet Fluent. Detta program är generellt tidskrävande samt ställer stora krav på datorkapacitet. Målet med projeketet är att jämföra beräkningar av tryck, flöden och krafter, utförda med RELAP5 och Fluent, på en godtycklig rörsektion under transienta flödesvillkor. Ett transient flöde i en enklare geometri har simulerats i både RELAP5 och Fluent. Krafter har beräknats med två olika metoder, dels med tryckskillnad över rörsektionen samt även med massflödesderivatan. I Fluent har turbulensen modellerats med k-ω SST och VLES,två olika numeriska scheman har även använts för undersökning av dess påverkan på resultaten. Resultaten visar att krafter som beräknats med RELAP5 och Fluent är i paritet med varandra. Generellt är det små skillnader vid jämförelse av massflöde och tryck mellan programmen. Dessa bedöms härröra från olika behandling av förluster i RELAP5 och Fluent. Skillnaderna har ingen inverkan på de beräknade krafterna eftersom massflödesderivatan och tryckdifferensen som används är likvärdiga för båda programmen.

Man vill på Scania korta utvecklingstiden på sina produkter för att fortsatt kunna vara en av de främsta tillverkarna av lastbilar i världen. För att lyckas med detta måste man hitta nya hjälpmedel och vägar för att öka kunskapen och snabba på utvecklingsarbetet. Oljeflödet i växellådan är ett sådant område där man nu undersökt möjligheterna till att öka kunskaperna genom datorsimuleringar. I detta examensarbete har en modell för datorsimuleringar av oljeflödet genom axlarna i växellådan tagits fram i GT-Suite, som är ett modulbaserat simuleringsprogram i 1D. Modellen kan simulera flödet från oljepumpen, ända bak till solhjulet i planetväxeln och däremellan flödet till lager och synkar. Tanken är att den ska kunna användas vid vidareutveckling av dagens växellådor och i framtiden utvecklingen av nya växellådor. Simuleringarna har validerats mot mätningar som genomförts där flödet till solhjulet har mätts för olika varvtal och uppställningar av växellådan. Simuleringarna har kunnat efterlikna mätningarna på ett tillfredsställande sätt. Det finns goda möjligheter att simulera flödet i GT-Suite och använda programmet som referens vid förändringar och nyutveckling av växellådor. Simuleringar har även för vissa delkomponenter validerats mot CFD-simuleringar i 3D. Fördelen med CFD-simuleringar är att mer kunskap om flödet kan utvinnas även för komplicerade geometrier. Nackdelen är att komplexiteten vid simulering av hela systemet blir för stor varför mestadels delsystem måste studeras. I framtiden kommer säkerligen arbete i form av nya mätningar och simuleringar i CFD-program behövas för att ytterligare förbättra och utveckla modellen. Men redan nu har resultat från simuleringar kunnat öka kunskapen om flödet i växellådan. Detta har i sin tur kunnat hjälpa konstruktörer att lösa utmaningar man haft, samt upptäcka nya som skulle kunna lösas genom att simulera och undersöka vilka förändringar som krävs. / At Scania they want to shorten the development time on their products in order to continue being one of the top manufacturers of trucks in the world. To do this they have find new ways and new tools to increase the knowledge and speed up the development of new products. The oil flow in the gearbox is such an area in which they have examined the possibilities to increase the knowledge with the aid of computer simulations. In this thesis work a model for computer simulations of the oil flow through the shafts of the gearbox has been developed in GT-Suite, a module based simulation program in 1D. The model can simulate the flow of oil from the oil pump in the front of the gearbox, all the way back to the sun wheel in the planetary gear and in between the flow to bearings and synchronizers. The aim is to be able to use the model during further development of todays gearboxes and in the future development of new gearboxes. The simulations have been validated against measurements which have been performed in which the oil flow to the sun wheel have been measured for various speeds an configurations of the gearbox. The simulations have been able to replicate the measurements in many ways adequately. GT-Suite is well suited for simulations and to use as a reference when making adjustments to the gearbox and in the future when developing new gearboxes. The result from simulations in GT-Suite have also been validate against CFD-simulations in 3D for some specific components. The advantage of CFD-simulations is that more knowledge of the flow can be obtained even for complicated geometries. The disadvantage is that the complexity when simulating the entire system makes it almost impossible, so mostly subsystems must be studied. In the future more work in form of new measurements and simulations in CFD-programs will be necessary to further improve the model. But already now the results of simulations have been able to increase the knowledge of the oil flow in the gearbox. And this in turn have helped designers to solve some challenges they have had, but also discovered new ones that could be solved by simulations and examine what changes are required.

Idag står världen inför stora utmaningar när det kommer till tackla problematiken kring utökade miljöproblem och konsekvenserna som dessa medför. Det mest kritiska problemet på global skala har identifierats som utsläpp av växthusgaser som bidrar till en förstärkt växthuseffekt genom förhöjda medeltemperaturer på jorden. Stor del av utsläpp av växthusgaser är idag kopplat till fossilbaserad elproduktion. Inom EU produceras idag nästan hälften av all el genom förbränning av fossila bränslen så som naturgas och kol. Det är därför av stor vikt denna typ av produktion fasas ut, men också att elanvändningen hos konsumenter minskas. Med bakgrund av förstärkta klimathot och ökad konkurrens så pågår en ständig utveckling inom marknaden för hushållsapparater mot att tillverka mer energieffektiva lösningar. Inom området för utveckling av diskmaskiner på ASKO Appliances AB utreds möjligheterna kring att minska elförbrukningen i sina maskiner. En föreslagen lösning till detta är att komplettera maskinerna med en värmepump för uppvärmning av diskvattnet istället för enbart ett konventionellt elelement. Studier har visat att denna metod för vattenuppvärmning kan minska elförbrukningen upp till 24 %. Lösningen innebär att en kondensor formad som en spole placeras i maskinens bottenbrunn för att avge värme till det förbipasserande diskvattnet. I detta arbete läggs fokus på kondensor-enheten i värmepumpsystemet och dess geometri, med syftet att utvärdera möjligheterna kring förbättrad värmeöverföring till vattnet genom att simulera olika geometrier på kondensorn. I arbetet används programvaran COMSOL Multiphysics för att skapa en 3D-modell över problemet och simulera olika geometrier och förutsättningar. Modellen valideras genom jämförelse med experimentellt framtagna data. Genom flödessimuleringar undersöks komponentens effektavgivning vid förändringar av kondensorns diameter, rördiameter samt ökat avstånd mellan varven (pitch) och antal varv i spolen. Resultat presenterade i denna studie visar att det går att förbättra kondensorns effekt med jämfört med grundutförandet om rördiametern ökas. Ett alternativ innebär att antalet varv på kondensorn behålls enligt grundutförandet och att diametern ökas med 3 mm vilket genererar en effektökning motsvarande 22 %. Ett andra alternativ är att ta bort ett varv på kondensorn och öka diametern med 4,5 mm vilket resulterar i 24 % effektökning. Undersökningen om att öka avstånden mellan varven visar att kondensorns effekt avtar när avstånden blir större. Genom analyser av flödesdistributionen runt om kondensorn har det konstaterats att denna effekt uppstår på grund av utloppets karaktär som ger upphov till stora områden med låga hastigheter i brunnen. Diskussion har förts kring hur detta kan förebyggas och det finns god potential till vidarestudier inom frågan. / Today, the world is faced with major challenges when dealing with environmental problems and their consequences. The most critical issue on a global scale has been identified as greenhouse gas (GHG) emissions that contribute to the enhanced greenhouse effect through elevated average temperatures around the globe. A large part of GHG emissions is linked to fossil-based electricity production. Within the EU, almost half of all electricity is produced by combustion of fossil fuels such as natural gas and coal. It is therefore of great importance that this type of production is phased out, but also that the consumption of electricity by consumers is reduced. In the domestic appliances industry, continuous development towards more energy-efficient solutions has been happening in response to climate change threats and stiff competition in the global marketplace. In the field of dishwasher development, ASKO Appliances AB investigates the possibilities of reducing electricity consumption by their machines. A suggested solution is to supplement the machines with a heat pump for heating the wash water instead of only a conventional electrical element. Studies have shown that this method of water heating can reduce electricity consumption by up to 24%. The solution means that a coil-shaped condenser is placed in the bottom-well of the machine to deliver heat to the bypassed water. In this work, focus is placed on the condenser unit in the heat pump system and its geometry, with the purpose of evaluating the possibilities for improved heat transfer to the water by simulating different geometries on the condenser. In this work, the COMSOL Multiphysics software is used to create a 3D model over the system and simulate different geometries and conditions. The model is validated by comparison with experimental data. Flow simulations evaluates the emitted power of the component when changing the diameter of the condenser, pipe diameter, and increased distance between the turns (pitch) and number of turns in the coil. Results presented in this study show that it is possible to improve the condenser-performance in comparison to the original design, if the pipe diameter is increased. One alternative means that the number of turns on the condenser is maintained according to the original design and the diameter is increased by 3 mm, which generates a 22 % increase of heat transfer rate. A second option is to remove one turn on the condenser and increase the diameter by 4.5 mm, resulting in a 24% increased heat transfer rate. The analysis of increasing the distance between the turns shows that the condenser’s heat transfer decreases as the distances increase. By analyzing the flow distribution around the condenser, it has been found that this effect occurs due to the nature of the outlet, which causes large areas with low velocities around the condenser. Discussion has been made on how this can be prevented and there is good potential to conduct further studies in the matter.

No description available.

No description available.

Eniro 118 118 AB is Sweden's largest enlightenment company. The company provides numerous operator-based services in addition to their main service 118 118. For a service company like Eniro 118 118 AB, the telephone operators required to provide its services represents a significant proportion of the total expenses. It is therefore of great interest for the company to maintain these costs at lowest possible levels. The current business cycle along with competition from new companies and new technological possibilities for its customers has led to a situation where the importance of an efficient resource planning is becoming increasingly more significant. The dilemma lies in the complexity and versatility of the operating system. A large number of telephone operators with a unique set of core skills are working simultaneously in three different systems that interact with each other according to certain predetermined rules. To determine the number of telephone operators required at any given time for each service is very complicated.The purpose of this thesis is to provide the planning office in Sundsvall with a tool that facilitates the resource planning activities on a daily basis. This is to be done by constructing a simulation model that looks and behaves like the real system, combined with an easy-to-use user interface that allow planners to test various staffing scenarios in a safe environment.The first step was to accurately create an understanding of, and to record exactly how Eniro 118 118 AB´s telephone system is structured. A number of interviews were conducted with the supervisor at Eniro 118 118 AB, who also provided certain documentation and lots of statistics. Additional interviews with stakeholders in the planning office were made in order to clarify how the user interface was to be designed, what parameters to make adjustable, and the types of results to be presented. The simulation model has been developed in the Simul8 simulation package as requested by Eniro 118 118 AB. The model has been designed to handle all requirements defined by the company and offers a complete tool for testing different staffing scenarios in a safe environment that behaves just like the real system. The user of the simulation model specifies input data such as operator availability, phone call arrival rate, average operation time and setup time for each service. After being run, the model will present the following results; operator workload, level of service and average wait time. The simulation model communicates and is controlled by MS Excel, which means that users do not need to learn Simul8 in order to use the product. Considering Eniro 118 118 AB’s requirements for documentation, a manual has been prepared which in detail describes how the simulation has been constructed and how Simul8 operates. This is to facilitate a possible future scenario in which current conditions no longer apply and the simulation model needs to be modified. / Validerat; 20111011 (anonymous)

BillerudKorsnäs har gjort en satsning på sin anläggning i Rockhammar då produktionen utökas genom flertalet utbyggnationer av den existerande anläggningen. En del av anläggningen som byggs ut är balningslinjen, den del av produktionen där pappersmassa pressas till solida balar och paketeras i emballage. Målet med utbyggnationen av balningslinjen är att klara av att hantera den ökning i produktionsflödet som den utökade produktionsanläggningen bidrar med. Balningslinjen planeras att byggas ut i tre efterföljande steg och på så sätt suggestivt öka produktionskapaciteten. Examensarbetets syfte var att ta fram simuleringsmodeller för den nya balningslinjen i det diskreta hybridsimuleringsprogrammet Plant Simulation och på så sätt uppskatta vilken produktionskapacitet anläggningen har efter ombyggnationen. Effekten av förändringarna analyserades genom att simulera olika scenarion i modeller baserade på de olika steg av utbyggnationer balningslinjen genomgår. Resultatenanalyseras för maskinbeläggningsgrad, produktionshastighet och flaskhalsar. På BillerudKorsnäs Rockhammar har de inte tidigare använt sig av simuleringsstudier men var positivt inställda då de såg möjligheterna till att finna information som kan vara till hjälp i det arbete som pågår för att dimensionera och implementera den nya balningslinjen. Simuleringsstudier ger möjlighet att skapa förståelse för processer och är ett effektivt sätt att uppskatta beteendet hos anläggningar som inte ännu finns i verkligheten. De metoder som använts för att skapa en nulägesanalys är intervjuer, historiska data, tidsstudier samt maskindata över de existerande komponenter som kommer att ingå i den nya anläggningen. Simuleringsmodellerna byggdes upp i små steg, där varje förändring testades och utvärderades innan nästa iteration av modellen. Modellvalidering var även en viktig del av examensarbetet då felaktiga indata äventyrade projektets giltighet. Simuleringsstudierna visar att de kapacitetsmål företaget förväntade sig uppnå kommer att uppfyllas. Flaskhalsanalyser visar att det i viss mån finns möjlighet att uppnå en något högre kapacitet i anläggningen på bekostnad av en mer störningskänslig produktionsprocess. Den simuleringsmodell som tagits fram kan i framtiden användas för att testa förändringar i produktionsflödet på balningslinjen. / BillerudKorsnäs made an investment effort at their facility in Rockhammar, were there production capacity was to be increased by numerous constructions. One of those specifically is the expansion of the baling-line, a part of the production process were the pulp is pressed into bales and packaged. The purpose of the expansion of the baling-line is to manage the increased productionflow, generated by the overall expanded facility. The baling-line is to be expanded in three subsequent steps and thereby successively increase its production capacity. The purpose of this thesis was to produce simulation models in the discrete hybrid simulation software Plant Simulation; thus approximate the production capacity after the expansion. The effect generated by these changes was approached by simulating different scenarios based upon the three steps the facility will be going through. The results was analyzed centered upon working percentage of the production resources and bottleneck analyses. At BillerudKorsnäs Rockhammar there were no previous attempts at performing simulation studies. However, they withheld a positive attitude towards the notion, as they saw the possible benefits from gaining information that could be of use, during their ongoing undertaking in planning and dimensioning the new baling-line. As simulation studies makes it possible to acquire process knowledge and is regarded as an effective method to approximate the behavior of a facility that has not yet been implemented. The situation analysis was performed by methods such as interviews, collecting historical production data, time studies and gathering machine specifications of the components that was to be transferred to the new facility. The simulation models was produced by small steps and verified through every iteration. Model validation stood out as an important part of the project, as inaccurate input data could jeopardize the projects validity. The simulation studies indicated that the target production capacity, set by the company, was to be fulfilled. The bottleneck analysis specified that there was a margin for a slightly higher capacity; thought at the cost of a more susceptible production process. The simulation models produced during this thesis can be used for further test in changes of the production flow at the Rockhammar baling-line.

Syftet med arbetet var att undersöka möjligheten för optimering av produktflödet. Företagets produkter transporteras på ett transportband till en gemensam process. Det nuvarande flödet till processen är inte optimerat vilket resulterar i att processen körs ineffektivt. Ackumulering av produkter innan processen ska därför undersökas som en lösning till problemet. Fyra olika ackumuleringsförslag har analyserats och jämförts: hängande bansystem, palleteringssystem, depalleteringssystem och kombination av bansystem och palleteringssystem. Förslagen har blivit bedömda och jämförda utifrån följande parametrar: yta, investeringskostnad, flexibilitet, arbetsbelastning, arbetsmiljö och tid. Hängande bansystem fick det högsta snittvärdet och valdes därför för fortsatt analys med stöd av simulering. Simuleringen gjordes i ExtendSim 7. Två simuleringsmodeller jämfördes, en med ackumulering av produkter i bansystem och en utan. Resultatet var att ackumulering av produkter kan ge en besparing på 16 procent i driftkostnader per år. Simulering av övriga förslag kan göras för att få en tydligare jämförelse mellan förslagen. Rekommendationen till företaget är att ackumulera produkter i ett bansystem. Det baseras på analys av jämförelsen. Analysen och diskussionen visar också att robothantering inte är en passande lösning på problemet, eftersom rörelserna skulle skaka om produkterna för mycket. En vidare undersökning av utformningen av bansystemet bör göras för att få fram den optimala utformningen. / The purpose of the work was to investigate possibilities for optimization of the material flow. The different products of the company are being transported by a conveyor belt to a common process. The current flow to the process is not optimized with the result that the process runs inefficiently. Accumulation of products before the process should therefore be investigated as a solution. Four different accumulating systems have been analyzed and compared: hanging conveyor belts, palletizing, depalletizing and a combination of conveyor belts and palletizing. The systems have been assessed and compared according to six parameters: area, investment cost, flexibility, work load, work environment and time. The hanging conveyor belt yielded the highest average score and was therefore chosen for further analysis with the support of simulation. The simulation was made in ExtendSim 7. Two simulation models were compared, one with accumulation of product in conveyor belts and one without. The result of the simulation part was that accumulation of product results in savings of running costs with 16 percent per year. To get a better comparison between the accumulation systems simulations of all systems can be done. The recommendation to the company is to accumulate products in a conveyor system. This is based on the analysis of the comparison. The analysis and discussion also shows that robot handling is not an appropriate solution to the problem, because the movements would shake the products too much. A further investigation of the layout should be done in order to find the optimal layout.

Oral mucositis is an inflammation that affects the mucosa in the mouth. It often affects patients undergoing chemotherapy for cancer. The risk of inflammation can be reduced by cooling the mouth. In this project, ten different mouthpieces for cryotherapy of the oral cavity with air as cooling medium have been modeled in the SolidWorks. Flow simulations have been made on the different mouthpieces to investigate how the air is distributed in the models. The goal of the simulations is that the outflow of air should not differ more than 10 % between the largest and the smallest flow. With the results, the mouthpieces could be fine-tuned. Flow simulation on the ten prototypes gave varying results, some have a good distribution of air between the holes. Some, however, do not evenly spread the air and it flows much less air through certain holes. Three prototypes were printed in hard plastic at an early stage to see how they fit the mouth. At the end of the project, a total of seven models were printed by TADA medical's partner in a softer plastic. Several models then showed some points that need to be considered when designing nozzles. A handful of the models have been tested with the cooling device and the flow has been examined with a heating camera. The other prototypes have not been 3D-printed, so there is nothing about their convenience. To get better results, more advanced simulation requires the environment of the oral cavity with the exact dimensions.

Effektuttaget ur en elmotor grundar sig i hur mycket ström som kan överföras i elmotorns lindning, vilken i sin tur oftast begränsas av hur varm den blir genom resistiv uppvärmning. Målet med arbetet var att ta reda på vilket värme som uppstår i ledaren, vilken kyleffekt ett vätskeflöde genom ledaren har samt vilket vätsketryck som krävs för att temperaturen på kylvätskan inte ska överstiga 95℃. Genom att ställa upp en analytisk modell kring en ledare och ett vätskeflöde genom denna, vilket i sin tur betyder att hitta kopplingar mellan strömningsmekanikens teori och värmeöverföringsteorin sa erhölls ett resultat. Sedan gjordes både simuleringar och experiment med samma förutsättningar för att kunna validera den analytiska modellen. Den analytiska modellen visade sig stämma väl överens med verkligheten och det skulle visa sig att för en elmotor med 48 ledare med en strömflödestäthet på 50 𝐴/𝑚𝑚2, med en inkommande kylvätsketemperatur på 60℃ och där kylvätskan inte får överstiga 95℃ sa kommer det krävas en pump som kan ge ett flöde av 15 𝑙/𝑚𝑖𝑛 vid ett tryckfall på 1 𝑏𝑎𝑟.