CFD study of penetration and mixing of fuel in a circulating fluidized bed furnace

The aim of this thesis is to study the mixing of fuel and, also to some extent, the mixing of air in a circulating fluidized bed boiler. In the literature survey part of this thesis, a review is made of the previous experimental studies related to the fuel and air mixing in the circulating fluidized beds. In the simulation part of it the commercial computational fluid dynamics software (FLUENT) is used with the Eulerian multiphase model for studying the fuel mixing in the two and three-dimensional furnace geometries. The results of the three-dimensional simulations are promising and, therefore suggestions are made for the future simulations. The two-dimensional studies give new information of the effects of the fluidization velocity, fuel particle size and fuel density on the fuel mixing. However, the present results show that three-dimensional models produce more realistic representation of the circulating fluidized bed behavior.

Lämpötilanmittaus magneettikuvausympäristössä optista tehon- ja tiedonsiirtoa käyttäen

Lääketieteellisen magneettikuvantamisen yhteydessä on tarpeen mitata mm. potilaan lämpötilaa. Kuvantamisessa käytettävät kentät asettavat suuret vaatimukset kuvauksen aikana käytettäville mittalaitteille. Magneettikuvausympäristöön soveltuva lämpötilanmittausjärjestelmä on mahdollista toteuttaa käyttämällä sekä lämpötilatiedon että sähkötehon siirtämiseen valokuitua, jolloin järjestelmä on täysin galvaanisesti erotettu. Valokuidusta tuleva optinen teho muunnetaan sähkötehoksi valosähkömuuntimella. Tämä diplomityö keskittyy magneettikuvauksessa käytettävän lämpötilanmittausjärjestelmän suunnitteluun. Haasteena oli optisesta tehonsiirrosta johtuva tarve minimoida tehonkulutus ja lämpötilamittauksen tarkkuusvaatimus. Järjestelmän prototyyppi voidaan rakentaa suunnittelun mukaisesti. Diplomityössä suunnittelutuloksia testattiin koekytkennän avulla ja näin varmistuttiin mittausperiaatteen toimivuudesta.

Immersioultraäänitutkimuksen kehittäminen

Teräksenvalmistajilta edellytetään jatkuvasti panostusta laadun ja laadunvarmistuksen kehittämiseen. Teräksen laatu ja puhtaus korostuvat varsinkin silloin, kun terästä käytetään vaativiin käyttökohteisiin, kuten autoteollisuuden tarpeisiin. Ultraäänitarkastusmenetelmää käytetään laadun-varmistuksessa teräksen sisävikojen etsimiseen. Ultraäänitarkastuksessa lähetetään suuritaajuuksista ääntä kappaleeseen. Ääni etenee materiaalissa ja heijastuu erilaisista epäjatkuvuuskohdista. Luotaimeen palaavaa ääntä analysoimalla saadaan tietoa teräksestä ja sen sisävioista. Ultraäänitarkastuksen ongelmana on vian tyypin määrittäminen hankaluus sekä herkkyys tutkittavan materiaalin aineominaisuuksille. Työn tavoitteena oli immersioultraäänitarkastuksen kehittäminen sovellettuna teräksenvalmistajan tarpeisiin. Materiaalin aineominaisuuksista tutkittiin seostuksen vaikutusta. Teräslajit tarkastettiin valssitilaisena, karkaistuna ja normalisoituna. Lisäksi tutkittiin kappaleen pinnankarheuden ja -muodon vaikutusta tarkastukseen. Vikatyyppien tunnistamisen mahdollisuuksia ultra-äänitarkastuksessa selvitettiin käyttäen FFT- taajuusanalyysiä. Erilailla lämpökäsitellyillä teräslajeilla näytti eniten tuloksiin vaikuttavan terästen raekoko. Valssitilaisilla teräksillä raekoko on suuri, jolloin ultraääni vaimenee voimakkaasti teräksessä. Huomattavaa kuitenkin oli, että mikäli lämpö-käsittelyillä ei teräksen raekokoa saada juuri pienennettyä, ei myöskään vaimeneminen vähene. Tämän vuoksi lämpökäsittely ei välttämättä ole aina tarpeellinen valmisteltaessa ultraääninäytteitä. Fourier’n taajuusanalyysissä huomattiin olevan eroavaisuuksia verrattaessa huokosista ja sulkeumista palaavien kaikujen taajuusspektrejä. Näiden tulosten perusteella näyttäisi olevan mahdollista käyttää FFT- menetelmää ultraääni-tarkastuksessa vikojen luokitteluun.

Absorbex®-linjan tehokkuuden parantaminen

Laminating Papers Oy:n PK1 Absorbex®-linjan lajivalikoima on erittäin suuri. Johtuen laajasta lajivalikoimasta ja pienestä keskimääräisestä tilauskoosta, tehdään PK1:llä useita lajinvaihtoja päivässä. Diplomityön tavoitteena oli parantaa tehokkuutta rationalisoimalla lajivalikoimaa ja kehittämällä lajinvaihtoprosessia. Työn kirjallisuusosassa esitettiin Absorbex®-paperin valmistus, sekä paperilta vaaditut laatuominaisuudet. Lisäksi esitettiin paperin impregnointi ja loppukäyttö laminaatin runkopaperina. Kirjallisuusosassa käsiteltiin myös paperikonelinjan tuottavuutta ja tehokkuutta, sekä niiden yhteyttä kannattavuuteen, laatuun ja Laminating Papers Oy:n strategian toteuttamiseen. Lisäksi käsiteltiin paperikoneen tehokkuutta ja sen mittaamista hyötysuhteilla.Kokeellisessa osassa tehtiin alustava selvitys PK1:n kokonaishyötysuhteeseen vaikuttavista tekijöistä. Selvityksen mukaan PK1:n kokonaishyötysuhde on heikko johtuen suuresta hylyn määrästä. Hylky muodostuu pääasiassa lajinvaihtohylystä ja pituusleikkauksen leveyshäviöstä. Kokonaishyötysuhteen parantamiseksi pitää lajivalikoimaa saada pienemmäksi. Lajivalikoiman rationalisoimiseksi poistettiin valikoimasta lajit, joita asiakas ei enää tilaa, sekä pyrittiin yhdistämään laatuominaisuuksiltaan lähellä toisiaan olevia lajeja. Lisäksi tuotannollisesti hankalat lajit pyrittiin poistamaan tai muuttamaan laatuspesifikaatiota edulliseksi. Lajivalikoiman hallitsemiseksi tulevaisuudessa kehitettiin työohje lajien rationalisoinnista ja määriteltiin PK1:n ihanne lajivalikoiman laatualueet. Lajinvaihto prosessia tutkittiin automaattisen lajinvaihdon ja operaattorien toiminnan osalta. Automaattisen lajinvaihdon toimintakyky selvitettiin erityisessä kartoitustutkimuksessa ja operaattorien suoritukselle pyrittiin löytämään paras mahdollinen toimitapa. Lajivalikoiman rationalisoinnissa on suuri potentiaali tehokkuuden parantamiseksi. Ihanne lajivalikoimaan päästäessä saadaan pelkästään lajinvaihtohylyn vähenemisen kautta kokonaishyötysuhdetta nostettua noin kaksi prosenttiyksikköä. Potentiaalin hyödyntäminen vaatii pitkäjänteistä yhteistyötä ja säännöllistä seurantaa tuotannon, teknisen asiakaspalvelun, myynnin ja markkinoinnin kesken. Automaattisen lajinvaihdon häiriötön toiminta edellyttää huolellista käyttöä ja säännöllistä ylläpitoa. Lajinvaihto voidaan suorittaa tehokkaasti käyttämällä aina parhaiksi havaittuja toimitapoja.

Kantaverkon häviöiden analysointi ja ennustemenetelmien kehittäminen

Tämän työn tarkoituksena on tutkia kantaverkon voimajohtojen virtalämpö- ja koronahäviöiden käyttäytymistä erilaisissa siirto- ja käyttötilanteissa sekä sääolosuhteissa. Tavoitteena on löytää häviöiden kanssa parhaiten korreloivat tekijät, joiden perusteella pystyttäisiin siirto- ja kulutusennusteisiin pohjautuen muodostamaan häviöiden hintasuojausta varten häviöprofiili. Analysointiosan alussa tarkastellaan virtalämpö- ja koronahäviöiden vaikutusta kokonaishäviöihin vuosi-, kuukausi- ja tuntitasolla. Virtalämpöhäviöiden käyttäytymistä tutkitaan jänniteportaittain ja pyritään löytämään ne helposti mitattavissa olevat tekijät, jotka korreloivat parhaiten häviöiden kanssa. Koronahäviöiden osalta pyritään selvittämään ne olosuhteet, jolloin koronaa todennäköisimmin esiintyy ja vastaavasti olosuhteet, jolloin koronan esiintyminen on epätodennäköistä. Työn lopussa muodostetaan analysoinnista saatujen tulosten pohjalta häviöennuste tulevan talven osalle. Ennustemallia kokeillaan myös edellisen talven osalle ja tarkastellaan mallin tuomia kustannusvaikutuksia.

Kaasuturbiinin polttoainesuuttimien virtausmittaus

Tässä diplomityössä suunniteltiin ja rakennettiin kaasuturbiinin kaasusuuttimien virtausmittauslaitteisto. Suuttimien epätasainen toiminta kasvattaa kaasuturbiinin poistolämpötilahajontaa. Virtausmittauksien perusteella voidaan määrittää suuttimien efektiivinen virtauspoikkipinta-ala. Suuttimien asennusjärjestys opti-moidaan suuttimien välisten pinta-alaerojen mukaisesti, jolloin polttoainevirtaus polttokammioihin on mahdollisimman tasainen ja poistolämpötilahajonta pienenee. Kaasuturbiinin MS6001 esittelyssä keskityttiin tärkeimpiin komponentteihin sekä polttoainesuuttimien testauksen kannalta oleellisiin osiin ja niiden toimintaan. Teoriaosuudessa tarkasteltiin tilavuusvirran sekä suutinvirtauksen laskennassa käytettäviä yhtälöitä. Mittalaitteiston suunnittelu ja toteutus olivat tämän työn laajin osa-alue. Laitteiston keskeiset osat ovat kuristuselin ja suutintestausosa. Kuristuselintyypiksi valittiin rengaskammiollinen kuristuslaippa, joka suun-niteltiin standardin SFS-EN ISO 5167:2003 mukaisesti. Standardissa annettujen yhtälöiden antamia tuloksia verrattiin numeerisella virtauslaskentamallilla lasket-tuihin tuloksiin. Suutinrunkojen ja -kärkien mittauksien suunnittelussa sovellettiin samaa standardia sekä numeerista virtauslaskentaa optimaalisen sijainnin löytämiseksi paineyhteelle. Mittauksissa syntyvien epävarmuuksien arviointiin kiinnitettiin erityistä huomiota. Kokeellisessa osuudessa mitattiin yhden kunnostetun suuttimen, käytetyn suut-timen ja suutinrungon virtausta. Tuloksien perusteella laskettiin efektiiviset pinta-alat, joita verrattiin turbiinivalmistajan ilmoittamiin pinta-aloihin. Lopuksi arvioitiin mittaustulosten perusteella laitteiston toimivuutta. Virhe-arvioinnin ja mittaustulosten perusteella laadittiin teknisiä parannusehdotuksia suutintestauslaitteiston luotettavan toiminnan varmistamiseksi.

Venture Capital: How to Valuate Infocom Start-ups?

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kuinka Infocom -alan käynnistysvaiheen yrityksiä voi arvioida pääomasijoitustoiminnassa. Pääomasijoittajien käyttämät arviointikriteerit selvitettiin kirjallisuuskatsauksen ja empiirisen osion avulla. Koska Infocom -alan käynnistysvaiheen omaisuuserät ovat pitkälti aineettomia, arviointikriteerit muodostavat pohjan yrityksen arvioinnille. Tutkimuksessa vertailtiin myös erilaisia arvonmääritysmenetelmiä ja niiden käyttökelpoisuutta Infocom alan käynnistysvaiheen yritysten arvonmäärityksessä. Tutkimuksen mukaan Infocom alan käynnistysvaiheen yritysten arvioiminen ja arvonmääritys perustuu pitkälti aineettomien omaisuuserien arviointiin: inhimillinen pääoma, suhde-, innovaatio- ja kehityspääoma ovat näiden yritysten tärkeimmät aineettomat omaisuuserät. Infocom -alan käynnistysvaiheen yritysten arvonmääritykseen ei ole olemassa yhtä universaalia työkalua, vaikka reaalioptio-teoria tuokin käyttökelpoisen näkökulman myös käynnistysvaiheen yritysten arviointiin. Tämän vuoksi aineettomien omaisuuserien arviointi ja mittaaminen, tulevaisuudessa myös niiden arvonmääritys, on tärkein lähtökohta onnistuneille Infocom alan käynnistysvaiheen yritysten arvonmäärityksille.

Primavistan Java-koodin obfuskointiprosessi

Tässä insinöörityössä suunniteltiin ja toteutettiin Gordion-talousohjaus Oy:n Primavista-ohjelmiston koodin suojaaminen. Yrityksellä oli jo pitkään ollut tarve Java-kielisen ohjelmakoodinsa suojaamiselle, etenkin Primavistan käytön tullessa laajentumaan useisiin eri maihin. Koodin suojaamisella hankaloitetaan mahdollista takaisinkääntämistä, jossa valmiin ohjelman ajettavat tiedostot käännetään takaisin niiden lähdekoodiksi. Tällöin lähdekoodia pystytään tarkastelemaan tai jopa muokkaamaan. Suomen tekijänoikeuslain mukaan takaisinkääntäminen ei ole sallittua. Työ aloitettiin tutkimalla erilaisia Java-koodin suojausmenetelmiä. Primavistan koodin suo-jausmenetelmäksi valittiin obfuskointi, joka on suosituin Java-koodin suojausmenetelmä. Erilaisia tekniikoita käyttäen tämä menetelmä sotkee Javan tavukoodia tehden takaisinkäännetystä koodista erittäin vaikeasti ymmärrettävää. Työssä vertailtiin nykyisiä obfuskointityökaluja itse tehdyn testisovelluksen avulla. Vertai-un parhaaksi työkaluksi osoittautui kaupallinen tuote Zelix KlassMaster. Ohjelma todettiin toimivaksi myös Primavistan suhteen, minkä jälkeen se päätettiin hankkia yritykselle. Koko Primavistan koodin obfuskointi toteutettiin Zelix KlassMasteria ja sen useita eri ob-fuskointitekniikoita käyttäen. Tämän jälkeen obfuskointi liitettiin Primavistan Ant-buildiin kiinteäksi osaksi koodin rakennusprosessia. Koska obfuskointi tekee huomattavia muu-toksia tavukoodiin, obfuskoidun Primavistan toiminta oli testattava huolellisesti. Testauk-sessa huomattiin pieniä virhetilanteita, jotka korjaamalla ohjelman toiminta lopulta todettiin normaaliksi. Viimeisessä työvaiheessa kaikki obfuskoinnissa tarvittavat tiedostot siirrettiin versionhallintaan kaikkien yrityksen kehitystiimin jäsenten käytettäviksi. Työn tuloksena saatiin onnistuneesti obfuskoiduksi koko Primavistan koodi. Obfuskointi-prosessista kehitettiin pysyvä käytäntö, jonka mukaisesti obfuskointi tehdään aina Prima-vistan rakennusvaiheessa. Jatkossa kaikki asiakkaille toimitettavat Primavistan versiot tulevat olemaan obfuskoituja sovelluksia.

CityCabin itsekantavan hiilikuitukorin valmistus

Tässä insinöörityössä käydään läpi Stadiassa syksyllä 2006 valmistuneen konsepti-auto CityCabin itsekantavan hiilikuitukorin suunnittelu- ja valmistusprosessi. CityCabin itsekantava hiilikuitukori koostuu viidestä osasta. Eri osat on valmistettu Sprint CBS hiiilikuidusta ja niiden liitoksissa on käytetty liima- ja pulttiliitoksia sekä laminointia. CityCabin itsekantava hiilikuitukori on suunniteltu käyttämällä Catia-mallinnusohjelmistoa ja Algor-lujuuslaskentaohjelmistoa. Itsekantava hiilikuitukori on suunniteltu kolariturvalliseksi nykystandardien mukaan.Työn tavoitteena oli hiilikuitukorin valmistuksen valmistuskustannuksien pienentäminen, käsinlaminoinnin vähentäminen, uuteen valmistusmenetelmään tutustuminen, valmistettavien kappaleiden tasainen laatu sekä aikataulussa pysyminen. Tässä opinnäytetyössä painopiste on enemmän hiilikuituosien valmistuksessa ja korin kasaamisessa. Eri työvaiheet on käyty hyvin tarkasti läpi. Työn tuloksena syntyi CityCabin itsekantava hiilikuitukori, joka on valmistettu komposiittialan uusimpia valmistusmenetelmiä hyödyntäen. Hiilikuitukori pysyi annetuissa toleransseissa ja se täytti sille asetetut vaatimukset. Sprint-hiilikuidun valmistus tekniikoista saatiin paljon uutta hyödyllistä tietoa, mutta on tehtävä vielä paljon kokeita ennen kuin tästä uudesta materiaalista saadaan kaikki hyöty irti.

Pk-yrityksen liiketoimintasuunnitelman päivittäminen - case Acon Finland Oy

Tutkimuksessa liiketoimintasuunnitelmaa käsitellään jo olemassa olevan yrityksen näkökulmasta ja tarpeista käsin. Tavoitteena on kuvata liiketoimintasuunnitelman päivittämisen vaikutuksia liiketoiminnan kehittämisessä sekä esitellä tähän kehittämiseen soveltuvia työkaluja. Tutkimus toteutetaan toimintatutkimuksena. Tutkimuksen empiirinen osa käynnistyy case-yrityksenä olevan Acon Finland Oy:n koko henkilökunnalle tehtävällä pilotti kyselyllä painopistealueiden löytämiseksi. Varsinainen tutkimus toteutetaan yrityksen omistaja-johtajille kanssa käytävillä teemahaastatteluilla. Tutkimuksen tuloksena saatiin työkaluja yrityksen toiminnan analysoimiseen ja kehittämiseen. Teoreettisten työkalujen avulla havaittiin case-yrityksessä lukuisia kehittämiskohteita ja muutostarpeita sekä suuntaviivoja muutoksen suunnalle.