#############################################################################################################################
READ ME:

Dette dokumentet er et forklaringsdokument som er laget for å gjøre det lettere å forstå koden den ligger i mappe sammen med.
All koden er pythonkode. Først står det litt om organiseringen og hovedfunksjonene til pythonmodulene (pythonfilene).
Deretter er det en mer dyptgående foklaring av modulene, i tillegg til funksjonene som følger med. 
Til slutt blir de litt mindre kompliserte funksjonene i tillegg til tekstfilene forklart.
#############################################################################################################################

Koden brukt til å løse oppgaven er organisert som følger:
- All kode brukt for å beregne ulike resultater ligger på samme mappenivå som denne tekstfilen.
- De utregnede verdiene blir lagret av koden i .txt-filer. Disse ligger i undermappa "Datafiles"
- Koden brukt for å plotte grafene som er lagt inn i oppgaven ligger i undermappa "Plots"

#############################################################################################################################
Bruksanvisning for kode som tar seg av beregninger:
- Kjør samlefila main.py.

- Den vil stille spørsmålet: "Vil du lagre data i filer?". Dersom du ønsker det, skriv inn "ja" 
og trykk <enter>. Hvis ikke, trykk <enter> uten å skrive noe. 
(Alt annet enn "ja" er ekvivalent med å svare "nei")

- Deretter vil den stille spørsmålet: "Vil du printe data til skjermen?". 
Besvar spørsmålet på samme måte som det forrige. 

- Avhengig av svarene dine, vil du kunne lese dataen som output på skjermen, eller åpne filene i 
mappen "Datafiles" og lese uavrundede verdier der.

#############################################################################################################################
Innholdsfortegnelse med kort forklaring av modulene i hovedmappen:

- compression.py:
Kode brukt til å beregne verdiene for kompresjon av strøm 9 ut av prosessen.

- constants8.py:
Konstanter brukt til beregninger underveis i koden. Gitt på forhånd sammen med oppgaven.

- DataPrintToScreen.py:
Inneholder funksjoner som printer ut resultatene av all den andre koden til skjerm

- DataToFile.py:
Inneholder funksjoner som lagrer resultatene av all den andre koden i .txt-filer under mappen "Datafiles"

- EnergyBalance.py:
Inneholder funksjoner brukt til å løse energibalansene over V-1, V-2, V-3 og V-4.

- enthalpy.py:
Inneholder funksjoner brukt til å beregne varmekapasiteten og entalpiene til de ulike strømmene.

- main.py:
Hovedkjøringsfil. Samler all den andre koden brukt til beregninger, og gir output til skjerm eller lagrer i filer.

- MassBalance.py:
Inneholder kode brukt til å lage massesimulator for å beregne vektfraksjoner og massen av strømmene.

- WtFrac.py:
Inneholder funksjoner brukt til å beregne enkelte vektfraksjoner som delvis ble gitt på forhånd av oppgaven.

#############################################################################################################################
Forklaring av modulene og funksjoner de inneholder:

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
compression.py:
Funskjoner brukt til å beregne verdiene for kompresjon av strøm 9 ut av prosessen. Kan brukes for ideelle gasstrømmer.
Alle temperaturene oppgis i kelvin, og alt trykk i bar

	T_after_compression():
	- Tar inn temperatur og trykk før kompresjon, trykk etter og varmekapasiteten til gassen som skal komprimeres
	- Finner temperatur ut av kompresjonen ved hjelp av likning (3.6.5)
	- Returnerer uttemperaturen T2

	heat_exchange():
	- Tar inn temperatur før og etter varmeveksling, og varmekapasiteten til gassen
	- Bruker likning (3.6.6) til å finne nødvendig varmeoverføring Q
	- Returnerer varmeoverføringen Q

	shaftwork_compression():
	- Tar inn temperatur før kompresjon, trykk før og etter, og varmekapasiteten til gassen
	- Bruker likning (3.6.4) til å finne akselarbeidet Ws av kompresjonen
	- Returnerer akselarbeidet Ws

	one_step_compression():
	- Tar inn temperatur inn og ut, og trykk inn og ut av kompresjon kombinert med kjøling. 
	  I tillegg til varmekapasiteten på gassen.
	- Kaller på T_after_compression(), heat_exchange() og shaftwork_compression()
	- Returnerer [Ws, Q, T2] ([Akselarbeidet, Varmeoverføringen, temperaturen til strømmen mellom kompressor og kjøler)]

	three_step_compression():
	- Tar inn det samme som one_step_compression() men flere verdier ettersom det er flere steg
	- Bruker samme fremgangsmåte som one_step_compression() for å finne [Ws, Q, T2] for hvert steg
	- Summerer sammen verdiene for Ws og Q til WsTotal og QTotal
	- Returnerer [Ws, Q, Tb, Td, Tf]
	  ([Totalt akselarbeid, Total varmeoverføring, + mellomtemperaturene for alle tre steg i kompresjonen.])

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
constants8.py:
Inneholder ingen funksjoner, kun konstanter gitt i oppgaven som brukes til beregning i de andre funksjonene.
	
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
DataPrintToScreen.py:
Inneholder funksjoner som printer ut resultatene av de andre modulene på skjermen.

	MassesAndFractionsToScreen():
	- Printer ut massestrømmene og vektfraksjonene på skjermen
	- Tar inn matrisen med masserstrømmer og vektfraksjoner

	EnthalpiesToScreen():
	- Printer ut både de spesifikke og de abolutte entalpiene på skjermen
	- Tar inn liste med de spesifikke entalpiene og liste med de absolutte entalpiene til strømmene

	EnergybalanceToScreen():
	- Printer ut resultatene av funksjonene i EnergyBalance.py på skjermen.
	- Tar inn liste med resultatene funksjonene i Energybalance.py på formen: [T7, A, m10, QV-3, QV-4]

	CompressionsToScreen():
	- Printer ut resultatet av funksjonene i compression.py på skjermen
	- Tar inn liste med resultatene fra one_step_compression(), liste med resultatene fra three_step_compression()
	  og massen av strøm 9 (= massen CO2)
	
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
DataToFile.py:
Inneholder funksjoner som lagrer resultatene av de andre modulene i tekstfiler (.txt-filer) i mappen "DataFiles".

	MassesDataToFile()
	- Lagrer massestrømmene og vektfraksjonene i ResultsMassesimulator.txt
	- Tar inn matrisen med masserstrømmer og vektfraksjoner

	EnthalpiesDataToFile()
	- Lagrer de spesifikke entalpiene i ResultsSpecificEnthalpies.txt
	- Lagrer de abolutte entalpiene i ResultsAbsoluteEnthalpies.txt
	- Tar inn liste med de spesifikke entalpiene og liste med de absolutte entalpiene til strømmene

	EnergybalanceDataToFile()
	- Lagrer resultatene av funksjonene i EnergyBalance.py i ResultsEnergybalances.txt
	- Tar inn liste med resultatene funksjonene i Energybalance.py på formen: [T7, A, m10, QV-3, QV-4]

	CompressionsDataToFile()
	- Lagrer resultatet av funksjonene i compression.py i ResultsCompressions.txt
	- Tar inn liste med resultatene fra one_step_compression(), liste med resultatene fra three_step_compression()
	  og massen av strøm 9 (= massen CO2)
	- Gjør om de generelle tallene for Q og Ws

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
EnergyBalance.py:
Inneholder funksjoner brukt til å løse energibalansene over V-1, V-2, V-3 og V-4.

	HeatExchangeV1():
	- Tar inn liste med absolutte entalpier
	- Finner T7 numerisk ved hjelp av scipy.optimize.root() og FindT7()
	- Finner deretter A ved hjelp av Find_delta_lm() med T7 som parameter
	- Likning (3.5.3) fra rapporten brukes for å finne A
	- Returnerer T7, A

	Find_deltaT_lm():
	- Tar inn temperaturen ut av varmeveksleren på varm side
	- Finner deltaT_lm ved hjelp av likning (3.5.4) fra rapporten
	- Returnerer deltaT_lm

	FindT7():
	- Setter opp en likning som senere løses i HeatExchangeV1()
	- Henter masser, massefraksjoner, og entalpier fra de andre modulene
	- Bruker disse til å finne H7 og h7
	- Setter opp en likning for T7 ved hjelp av likning (3.3.4) og likning (3.3.8) fra rapporten.

	CoolerV2():
	- Tar inn liste med absolutte entalpier
	- Finner m10 ved likning (3.5.6) og (3.5.8) ved hjelp av cp_integral() fra enthalpy.py
	- Returnerer m10

	CoolerV3():
	- Tar inn matrise med massestrømmer og massefraksjoner
	- Finner fordampningsentalpien på vektbasis ved hjelp av likning (3.2.4) og likning (3.2.5)
	- Finner varmeoverføringen Qv-3 ved likning (3.4.4)
	- Returnerer Qv-3

	BoilerV4():
	- Tar inn liste med absolutte entalpier og matrise med massestrømmer og massefraksjoner
	- Kaller på funksjonen CoolerV3() for å finne Qv-3
	- Løser finner Qv-4 ved bruk av likning (3.4.7)
	- Returnerer Qv-4 
	
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
enthalpy.py:
Inneholder funksjoner brukt til å beregne varmekapasiteten og entalpiene til de ulike strømmene.

	cp_H2O():
	- Tar inn temperatur i kelvin
	- Finner varmekapasiteten til H2O ved temperaturen som er oppgitt i kelvin ved hjelp av likning (9) i oppgaven
	  i seksjon A.5 ved bruk av verdier i constants8.py
	- Returnerer varmekapasiteten til H2O

	cp_MEA():
	- Tar inn temperatur i kelvin
	- Finner varmekapasiteten til MEA ved temperaturen som er oppgitt i kelvin ved hjelp av likning (9) i oppgaven
	  i seksjon A.5 ved bruk av verdier i constants8.py
	- Returnerer varmekapasiteten til MEA

	cp_CO2():
	- Tar inn temperatur i kelvin
	- Finner varmekapasiteten til CO2 ved temperaturen som er oppgitt i kelvin ved hjelp av likning (9) i oppgaven
	  i seksjon A.5 ved bruk av verdier i constants8.py
	- Returnerer varmekapasiteten til CO2

	cp_MEA_solvent():
	- Tar inn temperatur i kelvin
	- Finner varmekapasiteten til MEA-løsning med absorbert CO2 ved temperaturen som er oppgitt i kelvin ved hjelp av
	  likning (10) i oppgaven i seksjon A.5 ved bruk av verdier i constants8.py. 
	  Kaller på cp_H2O(), cp_MEA() og cp_CO2() underveis
	- Returnerer varmekapasiteten til MEA-løsning med absourbert CO2

	cp_integral():
	- Tar inn en temperatur etter oppvarming, et uttrykk for varmekapasiteten og eventuelt temperatur før oppvarming
	- Løser integraler av uttrykk av varmekapasitet ved å bruke scipy.integrate sin funksjon quad.
	  (Praktisk så finner funksjonen entalpiendringen ved oppvarming av et stoff med cp gitt av innparameteren.)
	- Returnerer svaret på integralet (Entalpiendringen ved oppvarming)

	enthalpies():
	- Tar inn matrise med massestrømmer og tilhørende massefraksjoner
	- Skiller gasstrømmene fra væskestrømmene. Og kaller på enthalpyGases() og enthalpyMEAsol() for å finne de spesifikke
	  entalpiene av strømmene. 
	- Finner den absolutte entalpien til strøm 7 ved hjelp av energibalansene over V-1 (Likningene (3.5.1) og (3.5.2))
	  fra rapporten
	- Finner så den spesifikke entalpien til strøm 7 ved bruk av likning (3.3.8) i rapporten.
	- Returnerer en liste med de spesifikke entalpiene av strømmene

	enthalpyGases():
	- Tar inn liste over massestrøm og vektfraksjoner, og temperaturen til en gasstrøm.
	- Ved bruk av likningene (3.3.4), (3.3.5) og (3.3.6) i rapporten til å finne den spesifikke entalpien av gasstrømmen
	- Returnerer den spesifikke entalpien av gasstrømmen

	enthalpyMEAsol():
	- Tar inn liste over massestrøm og vektfraksjoner, og temperaturen til en væskestrøm av MEA-løsning med abs. CO2
	- Bruker likning for beregning av entalpien av MEA-løsning fra oppgaven i A.6 til å finne den spesifikke entalpien
	  av strømmen. Kaller på cp_integral() med cp_MEA_sol() og cp_CO2() under beregningen for å finne entalpiendringen
	  ved oppvarming
	- Returnerer den spesifikke entalpien av væskestrømmen

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
main.py:
Samlefunksjon for all koden. Brukes for å hente ut resultatene på lesbar måte.

- Henter ut resultatet av massesimulatoren i MassBalance.py
- Lager en liste over totalmassene av de ulike strømmene
- Henter ut resultatet av entalpiberegningene i enthalpy.py
- Lager en liste over absolutte entalpier ved å bruke likning (3.3.8) fra rapporten
- Henter ut resultatene av kompresjonene fra koden i compression.py
- Lager liste over resultatene av energibalansene i EnergyBalance.py

- Spør brukeren om de ønsker å få dataene på skjermen og/eller lagret i fil.
- Avhengig av svar; printer data til skjerm ved hjelp av funksjonene fra DataPrintToScreen.py og/eller
		    lagrer data i tekstfiler i mappen "DataFiles" ved hjelp av funksjonene i DataToFile.py
	
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
MassBalance.py:
Løser massebalansene satt opp i avsnitt (3.3.1) av rapporten numerisk ved hjelp av scipy.optimize.root()

- Koden definerer først kjente variable ved bruk av antakelser, kjente verdier og funksjonene i WtFrac.py()
Begrunnelse:
Koden definerer først kjente variable utenfor funksjonene, dette er for å slippe å definere dem inni hver enkelt 
funksjon senere. Hvis noen av funksjonene i denne koden skal brukes i andre pythonfiler, 
må hele Massesimulator.py importeres ved f.eks. å bruke "from Massesimulator import *"

	SolveMassSimulator():
	- Setter opp likningssett over systemet basert på massebalansene (1)-(20) 
	  som ble satt opp i avsnitt (3.3.1) i rapporten.

	MassSimulator():
	- Definerer en liste med gjetninger og løser likningssettet satt opp i SolveMassSimulator() numerisk ved
	  bruk av scipy.optimize.root().
	- Returnerer en matrise av massestrømmene og tilhørende massefraksjoner for strøm 1-9
	
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
WtFrac.py:
Funksjoner som beregner vektfraksjoner.

	WtFracCO2():
	- Basert på likning (6) i oppgaven
	- Tar inn loadingen av CO2 i MEA-løsningen
	- Returnerer vektfraksjonen av CO2 i MEA-løsningen

	MolarToWtFrac():
	- Basert på likning (3.2.2) og (3.2.3) i rapporten
	- Tar inn liste med molfraksjoner i en strøm på formen: [CO2, H2O, N2, O2, MEA]
	- Returnerer liste med vektfraksjoner i samme rekkefølge
	
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

#############################################################################################################################
Forklaring av plotfunksjonene i mappen "Plots":
- Alle funksjonene bruker den samme hovedfunksjonen for plotting: likning (4) fra oppgaven.
- Forskjellen mellom dem er at de har ulike parametre satt konstant i formelen
- Verdier for beregning av K_H og K_2 ligger i avsnitt A.2 og A.3 i oppgaven
- Formel for beregning av K_H basert på konstanter ligger under avsnitt A.2 i oppgaven


	plot_loading_partial_pressure.py
	- Plotter loading av CO2 i MEA-løsningen som en funksjon av partialtrykket av CO2.

	plot_partial_pressure_loading.py
	- Plotter partialtrykket av CO2 som en funksjon av loadingen av CO2 i MEA-løsningen.

	plot_partial_pressure_temperature.py
	- Plotter partialtrykket av CO2 som en funksjon av temperaturen i kelvin.

#############################################################################################################################
Forklaring av tekstfilene (.txt-filene) i mappen "DataFiles":

- ResultsAbsoluteEnthalpies.txt
Inneholder de beregnede absolutte entalpiene, H, for strømmene 1-9.

- ResultsCompressions.txt
Inneholder beregnet akselarbeid Ws, varmeoverføring Q og mellomtemperaturer under kompresjon for strøm 9, 
og for mer generelle tilfeller. Dette gjelder både kompresjon i ett og i tre steg.

- ResultsEnergybalances.txt
Inneholder dataen som skulle beregnes ved hjelp av energibalanser i del 3 av oppgaven:
(V-1: T7 og A), (V-2: m10), (V-3: Q) og (V-4: Q)

- ResultsMassesimulator.txt
Inneholder resultatet av massesimulatoren: massefraksjoner og massestrømmen av strømmene 1-9

- ResultsSpecificEnthalpies.txt
Inneholder de beregnede spesifikke entalpiene, h, for strømmene 1-9
#############################################################################################################################