Analysis of PACTEL small break LOCA experiment using TRACE

A small break loss-of-coolant accident (SBLOCA) is one of problems investigated in an NPP operation. Such accident can be analyzed using an experiment facility and TRACE thermal-hydraulic system code. A series of SBLOCA experiments was carried out on Parallel Channel Test Loop (PACTEL) facility, exploited together with Technical Research Centre of Finland VTT Energy and Lappeenranta University of Technology (LUT), in order to investigate two-phase phenomena related to a VVER-type reactor. The experiments and a TRACE model of the PACTEL facility are described in the paper. In addition, there is the TRACE code description with main field equations. At the work, calculations of a SBLOCA series are implemented and after the calculations, the thesis discusses the validation of TRACE and concludes with an assessment of the usefulness and accuracy of the code in calculating small breaks.

Analysis of Phase Separator Design Criteria Using Computational Fluid Dynamics

Gravitational phase separation is a common unit operation found in most large-scale chemical processes. The need for phase separation can arise e.g. from product purification or protection of downstream equipment. In gravitational phase separation, the phases separate without the application of an external force. This is achieved in vessels where the flow velocity is lowered substantially compared to pipe flow. If the velocity is low enough, the denser phase settles towards the bottom of the vessel while the lighter phase rises. To find optimal configurations for gravitational phase separator vessels, several different geometrical and internal design features were evaluated based on simulations using OpenFOAM computational fluid dynamics (CFD) software. The studied features included inlet distributors, vessel dimensions, demister configurations and gas phase outlet configurations. Simulations were conducted as single phase steady state calculations. For comparison, additional simulations were performed as dynamic single and two-phase calculations. The steady state single phase calculations provided indications on preferred configurations for most above mentioned features. The results of the dynamic simulations supported the utilization of the computationally faster steady state model as a practical engineering tool. However, the two-phase model provides more truthful results especially with flows where a single phase does not determine the flow characteristics.

Coolability of porous core debris beds : Effects of bed geometry and multi-dimensional flooding

This thesis addresses the coolability of porous debris beds in the context of severe accident management of nuclear power reactors. In a hypothetical severe accident at a Nordic-type boiling water reactor, the lower drywell of the containment is flooded, for the purpose of cooling the core melt discharged from the reactor pressure vessel in a water pool. The melt is fragmented and solidified in the pool, ultimately forming a porous debris bed that generates decay heat. The properties of the bed determine the limiting value for the heat flux that can be removed from the debris to the surrounding water without the risk of re-melting. The coolability of porous debris beds has been investigated experimentally by measuring the dryout power in electrically heated test beds that have different geometries. The geometries represent the debris bed shapes that may form in an accident scenario. The focus is especially on heap-like, realistic geometries which facilitate the multi-dimensional infiltration (flooding) of coolant into the bed. Spherical and irregular particles have been used to simulate the debris. The experiments have been modeled using 2D and 3D simulation codes applicable to fluid flow and heat transfer in porous media. Based on the experimental and simulation results, an interpretation of the dryout behavior in complex debris bed geometries is presented, and the validity of the codes and models for dryout predictions is evaluated. According to the experimental and simulation results, the coolability of the debris bed depends on both the flooding mode and the height of the bed. In the experiments, it was found that multi-dimensional flooding increases the dryout heat flux and coolability in a heap-shaped debris bed by 47–58% compared to the dryout heat flux of a classical, top-flooded bed of the same height. However, heap-like beds are higher than flat, top-flooded beds, which results in the formation of larger steam flux at the top of the bed. This counteracts the effect of the multi-dimensional flooding. Based on the measured dryout heat fluxes, the maximum height of a heap-like bed can only be about 1.5 times the height of a top-flooded, cylindrical bed in order to preserve the direct benefit from the multi-dimensional flooding. In addition, studies were conducted to evaluate the hydrodynamically representative effective particle diameter, which is applied in simulation models to describe debris beds that consist of irregular particles with considerable size variation. The results suggest that the effective diameter is small, closest to the mean diameter based on the number or length of particles.

Internal Changes in International New Ventures During Initial Internationalization: Finnish SMEs Operating in Dynamic High-tech Industries

The purpose of this qualitative research is to study how international new ventures change internally during initial internationalization. Based on the analysis of seven INV firms, a framework illustrating this change process, will be developed. This research will also develop earlier theories, and create a solid combination of existing theories to explain the phenomenon. INV firms internationalize more rapidly and aggressively than traditional MNEs. At the same, external and internal drivers cause changes in INVs culture, resources, capabilities, strategic management, and output decisions inside the company. Organizational learning and resource acquisition through international business networks explain how INVs are able to cope with the dynamic high-technology industry and be able to adapt. Internationalization of INVs proceeds through several phases, which may be gone through rapidly due to the network effects and INVs’ special characteristics. The results of this research revealed that INVs internal change process proceeds through four phases; pre-incorporation phase, product development phase, internationalization and growth phase, and maturation phase. INVs culture, resources, capabilities, strategic management, and outputs change significantly during initial internationalization, and INVs develop from small start-ups into fully established companies.

Marketing a Mobile Application in a Highly Competitive Global Marketplace

The purpose of this research was to study the marketing of mobile applications. The main objective was to find out what are the most efficient ways of marketing to increase the sales for a mobile application within a highly competitive marketplace. The marketplaces, app stores, are studied from the perspective of size, ease of entry, competition and customers and their purchasing process. The study also includes research on what are some of the main marketing methods used in mobile app marketing in general. The study consists of two parts, theoretical and empirical research. Theoretical research was done by studying past scientific research on the chosen subjects. As the subject is very new, the research was also extended to other publications from the field of mobile technology. The empirical part was done through interviews and empirical experiments with a case-company, which were used to answer the main objective of this study. These experiments showed that the chosen methods of mobile app marketing, app store optimization, localization and selected social media marketing activities, created the most sales when used together. Positive results were seen also when the activities were conducted by themselves, but together they were able to push the case company to their all time best results. However the key to succeeding and hitting high positions in the app store rankings would most likely require creating a solid marketing strategy, trying out other marketing activities alongside the ones used here, without forgetting to stay on top of mobile technology trends.

Pulssitettu laserablaatio mikrofluidisten kanavistojen sarjatuotantomenetelmänä

Puolijohteiden yleistyttyä vuodesta 1948 alkaen, ovat elektroniset laitteet pienentyneet jatkuvasti tehojen kuitenkin kasvaessa. Kasvaneet tehotiheydet kuitenkin vaikeuttavat laitesuunnittelua, sillä puoljohdekomponenttien suorituskyvylle ja eliniälle on oleellista lämpötilojen ja lämpötilavaihteluiden minimointi. Perinteisen ilmajäähdytyksen lähestyessä rajojaan niin kokonaistehon kuin järkevän energiatehokkuudenkin suhteen, on parhaaksi seuraavaksi teknologiaksi ennustettu kaksifaasijäähdytystä, jonka suorituskyky ja energiatehokkuus ovat vaaditulla tasolla. Kaksifaasijäähdytyksen optimaaliselle toiminnalle tärkeää on hyvin suunniteltu ja tarkasti valmistettu lämmönsiirtopinta, jota kutsutaan mikrokanavistoksi. Pulssitettu laserkaiverrus on edistynyt valmistustekniikka, jonka tarkkuus ja luotettavuus sopisivat mikrokanavistojen valmistamiseen. Laserkaiverruksella saavutettavat lopputulokset vaihtelevat kuitenkin materiaalista riippuen ja kupari – jota käytetään yleisesti lämmönjohteena – on eräs huonoimmin lasertyöstöön reagoivista materiaaleista ja siksi on oleellista selvittää laser-kaiverruksen toimivuutta kuparisten mikrokanavistojen valmistuksessa. Pulssitetun laser-kaiverruksen eri variaatioista nanosekunti-luokan pulssinpituuksilla toimivat laitteet ovat jatkuvan tuotannon kannalta paras vaihtoehto niiden hyvän tuottavuuden, saatavuuden sekä kohtuullisen alkuinvestoinnin vuoksi. Käytännön kaiverruskokeiden perusteella selvisi, että menetelmä on laatunsa ja tarkkuutensa puolesta sopiva varsinaiseen tuotantoon. Kaiverruksen tehokkuus kuparia työstettäessä on kuitenkin ennakoituakin heikompi ja niin valmistus- kuin suunnitelu-prosessikin vaativat vielä jatkotutkimusta ja -kehitystä.

Crowdfunding as a new funding alternative for early stage start-ups

Attracting outside capital is a common problem for start-up companies. Capital markets define the funding options for companies and firms which suffer the most from these capital market imperfections are small start-up companies. Therefore it is important to study any new funding model which can offer a new solution to this inefficiency of capital markets. This study explains the traditional funding models for start-ups such as founders, friends & family, banks, business angels and venture capitalist. After giving background to traditional start-up funding this study delves into crowfunding (CF) and introduces it as a new funding method. The objective of the thesis is to answer one broad research question: Why and how should start-up companies use CF as an alternative funding method? To properly delve into this, this question has the following sub-questions: What kind of funding alternatives do start-up companies have? What are the pros and cons of CF compared to other funding options? How can start-ups benefit from CF? This study gives background on the rise of CF and the reasons why this new model is needed. Author will explain the different components of CF such as platforms, crowdfunders and projects. Also benefits and challenges of the crowdfunding model are investigated. As a new funding model CF has had to clear out many obstacles from its way. These are, for example, legal and regulatory issues as well education of crowd investors to understand this new investment option. . Start-up entrepreneurs can gain valuable insight from this study. The author has attempted to form best practices and guidelines of how to operate in the CF environment. This study was conducted by performing expert interviews, collecting data from previous studies and performing a content analysis of successful crowdfunding cases. Main findings from the study were that CF has huge potential in funding entrepreneurial projects. It is still a niche way for funding but growing rapidly. CF is earning its place among traditional funding options and has potential to fund projects which otherwise would struggle to find funding. With CF entrepreneur can tap into geographically diverse audience. It is a powerful validation tool for products and ideas and has the power to bring democratic elements to entrepreneurial funding.

Dynamic model development of adiabatic compressed air energy storage

The share of variable renewable energy in electricity generation has seen exponential growth during the recent decades, and due to the heightened pursuit of environmental targets, the trend is to continue with increased pace. The two most important resources, wind and insolation both bear the burden of intermittency, creating a need for regulation and posing a threat to grid stability. One possibility to deal with the imbalance between demand and generation is to store electricity temporarily, which was addressed in this thesis by implementing a dynamic model of adiabatic compressed air energy storage (CAES) with Apros dynamic simulation software. Based on literature review, the existing models due to their simplifications were found insufficient for studying transient situations, and despite of its importance, the investigation of part load operation has not yet been possible with satisfactory precision. As a key result of the thesis, the cycle efficiency at design point was simulated to be 58.7%, which correlated well with literature information, and was validated through analytical calculations. The performance at part load was validated against models shown in literature, showing good correlation. By introducing wind resource and electricity demand data to the model, grid operation of CAES was studied. In order to enable the dynamic operation, start-up and shutdown sequences were approximated in dynamic environment, as far as is known, the first time, and a user component for compressor variable guide vanes (VGV) was implemented. Even in the current state, the modularly designed model offers a framework for numerous studies. The validity of the model is limited by the accuracy of VGV correlations at part load, and in addition the implementation of heat losses to the thermal energy storage is necessary to enable longer simulations. More extended use of forecasts is one of the important targets of development, if the system operation is to be optimised in future.

Optimizing last mile delivery using public transport with multiagent based control

The majority of research work carried out in the field of Operations-Research uses methods and algorithms to optimize the pick-up and delivery problem. Most studies aim to solve the vehicle routing problem, to accommodate optimum delivery orders, vehicles etc. This paper focuses on green logistics approach, where existing Public Transport infrastructure capability of a city is used for the delivery of small and medium sized packaged goods thus, helping improve the situation of urban congestion and greenhouse gas emissions reduction. It carried out a study to investigate the feasibility of the proposed multi-agent based simulation model, for efficiency of cost, time and energy consumption. Multimodal Dijkstra Shortest Path algorithm and Nested Monte Carlo Search have been employed for a two-phase algorithmic approach used for generation of time based cost matrix. The quality of the tour is dependent on the efficiency of the search algorithm implemented for plan generation and route planning. The results reveal a definite advantage of using Public Transportation over existing delivery approaches in terms of energy efficiency.

Öljynjalostamon tyhjöyksikön esilämmitysuunin optimointi

Työn tarkoituksena oli vertailla kahta kaupallista prosessiuunisimulointiohjelmaa sekä selvittää onko toinen ohjelma soveltuva Neste Jacobs Oy:n käyttöön. Tavoitteena oli selvittää ohjelmien ominaisuuksien eroja ja rajoitteita sekä tuloksien yhdenmukaisuutta. Kirjallisuusosassa perehdyttiin prosessiuunien toimintaperiaatteisiin, yleisiin mitoitusperiaatteisiin ja säteilylämmönsiirron perusteisiin. Kirjallisuusosassa käsiteltiin myös prosessiuunien polttimien toimintaa ja NOx-päästöjä vähentäviä polttotekniikoita. Molemmilla laskentaohjelmilla laadittiin kuumaöljy- ja tyhjöuuni, joiden tuloksia vertailtiin tärkeimpien prosessiarvojen perusteella ja toisen ohjelman osalta myös laitevalmistajan ilmoittamiin arvoihin. Tällä ohjelmalla tutkittiin tyhjöuunin höyrynruiskutuksen ja koksaantumisen vaikutuksia prosessiin sekä säteilyosan leveyden muutoksen vaikutusta säteilylämmönsiirtoon. Ohjelmien ominaisuuksien keskeisimmät erot liittyivät kaksifaasivirtauksen laskentaan, prosessiaineen massavirran rajoituksiin, ilman esilämmittimen käyttöön ja laskentamallien paineen kontrollointiin. Tulokset erosivat savukaasun ja tuubien lämpötilojen ja painehäviön laskennassa. Tuloksien ja ominaisuuksien perusteella toisen ohjelman ei todettu olevan täysin soveltuva Neste Jacobs Oy:n käyttöön.

Tuotannon kehittäminen aihiotehtaassa

Työn tavoitteena oli kuvata Artowood Oy:ssä toteutettu tuotannon kehittämishanke sekä arvioida sen nykyistä tuotantoa. Lisäksi käsiteltiin yrityksen asemaa alihankintayrityksenä. Teoriaosuudessa verrattiin eri tuotannonohjausteorioita, käsiteltiin tuotannon ajoitukseen liittyviä kysymyksiä sekä paneuduttiin tuotannon kehittämiseen ja laatuun. Johtopäätöksenä, kehitetty tuotannonohjausjärjestelmä on toimiva nykyisissä olosuhteissa, mutta yrityksen kasvaessaon kiinnitettävä enemmän huomiota tuotannon ajoitusongelmien hallintaan. Lisäksi tuotannon laatua on joka tapauksessa kehitettävä. Artowood Oy on käynnistänyt toimenpiteet oman suoran viennin aloittamiseksi, sillä kotimaan markkinat ovat epävakaat kausivaihteluiden ja kiristyneen kilpailun seurauksena. Vientiprojektinonnistuminen on tärkeää, sillä kotimaassa on liian vähän sellaisia asiakkaita, joilla on tarve Artowood Oy:n tuotantoteknologian kannalta riittävän suurille valmistuserille.

Höyrykattiloiden säilöntä

Tässä työssäon tarkasteltu yleisesti höyrykattiloiden säilöntää. Erilaisten säilöntämenetelmien perustietojen lisäksi työssä on pyritty selvittämään eri kattilatyypeille ominaiset säilöntätavat. Märkäsäilönnän jälkeistä käyttöönottoa on pohdittu selvittämällä laskennallisesti, onko tarpeen vaihtaa kattilaan vahvasti kemikaloidun säilöntäliuoksen tilalle puhtaampaa syöttövettä. Esimerkkinä on käytetty Voikkaan paperitehtaan höyryvoimalaitoksen kattila K13:ta. Työtä tehdessä on käytetty apuna aihetta käsittelevää kirjallisuutta, jota on saatu höyrykattiloita säilöviltä voimalaitoksilta, kemikaalitoimittajilta sekä asiantuntijoiden tekemistä luentomonisteista. Lieriökattiloiden höyrypuoli säilötään lähes poikkeuksetta märkänä, sillä se on vaikea tyhjentää täysin kosteudesta. Läpivirtauskattilalaitoksella käytetään usein sekä kuiva- että märkäsäilöntää. Savukaasupuolen korroosio ehkäistään useinmiten pitämällä kattila niin lämpimänä, että kastepistealituksia ei tapahdu.

Liiketoimintasuunnitelma - käytetyn koneen kunnostustehdas

Tämä diplomityö sisältää suunnitelman liiketoiminnasta, joka perustuu käytettyjen työkoneiden tehdasmaiseen kunnostamiseen. Työn alkuosa keskittyy taustatekijöihin, jotka ovat vaikuttaneet tutkimuksen tarpeellisuuteen. Lähtökohtana on ollut löytää ratkaisu huonokuntoisten käytettyjen koneiden myynnin nopeuttamiseksi. Työssä käsitellään myös liiketalouden teoriaa, joka liittyy läheisesti liiketoimintaan yleisesti sekä liiketoimintasuunnitelman laatimiseen. Loppuosa työtä sisältää liiketoimintasuunnitelman, joka sisältää kuvauksen liikeideasta, liiketoiminnasta, tuotteista ja potentiaalisista asiakassegmenteistä. Näiden lisäksi suunnitelma sisältää myös markkinointisuunnitelman tuotteille ja toimintasuunnitelman tehtaan käynnistämiseksi, sekä analyysin toimintaanliittyvistä riskeistä. Tehtaan toiminnasta on tehty myös kannattavuuslaskelmat,joiden keskeiset tunnusluvut sisältyvät työhön. Näiden lukujen ja riskianalyysien avulla on mahdollista arvioida tehdashankkeen käynnistämisen järkevyyttä ja siihen liittyviä riskejä. Työn tavoitteena on antaa lukijalleen selkeä kuva kunnostustehtaan toiminnasta, tuotteiden myynnistä, asiakkaista, sekä kannattavuudesta. Lisäksi lukija saa hyvän kuvan tehdasmaisen kunnostamisen tuomista eduista, sekä vastaavasti myös sen toteuttamiseen liittyvistä ongelmista.

Polttolaitosten päästöjen viranomaisraportoinnin uudistaminen

EU:n suurtenpolttolaitosten direktiivi (2001/80/EY) sekä jätteenpolttodirektiivi (2000/76/EY) aiheuttavat lähivuosina oleellisia muutoksia polttolaitosten päästöjen tarkkailuun. Nämä direktiivit on pantu täytäntöön Suomen lainsäädännössä vastaavina asetuksina. Tässä diplomityössä selvitettiin, mitä muutoksia uudistunut lainsäädäntö tuo polttolaitosten päästölaskentaan ja viranomaisraportointiin. Suurimpia muutoksia ovat päästöjen tarkkailujaksojen lyhentyminen, raja-arvojen tulkinnan muuttuminen, häiriö- sekä ylös- ja alasajojaksojen jättäminen pois pitoisuusraja-arvojen tarkkailusta sekä siirtyminen ominaispäästöjen (mg/MJ) laskennasta pitoisuusarvojen (mg/m3n) laskentaan. Päästötietojen raportoinnissa on huomioitava, että ympäristöhallinnon tavoitteena on siirtyä sähköisesti tapahtuvaan tiedonsiirtoon ja kuukausittain tapahtuvaan raportointiin kaikkien tarkkailtavien päästöjenosalta. Uudistunut ympäristölainsäädäntö koskee jo eräitä polttolaitoksia ja lopuillekin uudistuneet vaatimukset astuvat voimaan lähivuosien aikana. LCP-asetuskoskee uusia laitoksia heti, olemassa oleville laitoksille uudet mittausvelvoitteet astuvat voimaan 27.11.2004 ja asetuksen mukaiset raja-arvot 1.1.2008 alkaen. Samoin jätteenpolttoasetus koskee uusia laitoksia heti, käytössä oleville laitoksille se astuu voimaan 29.12.2005. Ensimmäisen ympäristöluvan myöntämisajankohta määrää, luetaanko laitos uusiin vai olemassa tai käytössä oleviin laitoksiin.LCP-asetuksessa uusien ja olemassa olevien laitosten päästöjen tarkkailu poikkeaa hieman toisistaan. Jätteenpoltto- ja rinnakkaispolttolaitoksilla päästöjen tarkkailun toteutustapa puolestaan riippuu poltettavan jätteen laadusta ja sen määrän suhteesta muuhun polttoaineeseen. Lisäksi tämän diplomityöprojektin aikana laadittiin yksityiskohtaiset toteutusohjeet polttolaitoksia koskevan uudistuneen ympäristölainsäädännön mukaiselle päästöjen tarkkailulle ja raportoinnille. Ohjeet laadittiin erikseen LCP- ja jätteenpolttoasetusten soveltamiseksi sekä CO2-päästöjen määrittämistä varten. Ohjeita ei ole sisällytetty tähän työhön, vaan niitä kannattaa tiedustella Kontram Oy:ltä, mikäli niihin halutaan tutustua tarkemmin.