Modeling a Network of Heat Exchangers

This research work addresses the problem of building a mathematical model for the given system of heat exchangers and to determine the temperatures, pressures and velocities at the intermediate positions. Such model could be used in nding an optimal design for such a superstructure. To limit the size and computing time a reduced network model was used. The method can be generalized to larger network structures. A mathematical model which includes a system of non-linear equations has been built and solved according to the Newton-Raphson algorithm. The results obtained by the proposed mathematical model were compared with the results obtained by the Paterson approximation and Chen's Approximation. Results of this research work in collaboration with a current ongoing research at the department will optimize the valve positions and hence, minimize the pumping cost and maximize the heat transfer of the system of heat exchangers.

Haihdutusnopeuksien määritys glysiinin alipainekiteytyksessä

Alipainekiteytyksessä tasalaatuisen lopputuotteen valmistamiseksi kiteytysolosuhteiden vaikutus liuottimen haihtumisvuohon ja kiteiden ominaisuuksiin on huomioitava. Kandidaatin työn tavoitteena oli selvittää, miten glysiinin alipainekiteytyksessä vesiliuoksesta kiteytysolosuhteet (lämpötila ja paine) vaikuttavat liuottimen haihtumisvuohon ja syntyvien kiteiden polymorfiaan. Haihdutuskokeet suoritettiin puhtaalle vedelle ja alipainekiteytyskokeet glysiinin 95 % kylläiselle vesiliuokselle lämpötiloissa 40 °C, 50 °C ja 60 °C ja paineissa 40 mbar, 60 mbar ja 80 mbar. Kiteyttimenä käytettiin suljettua, virtaushaitoilla, sekoittimella ja ohjausputkella varustettua reaktoria johon oli kytketty alipainepumppu ja termostaatti paineen ja lämpötilan ohjaamiseksi. Nesteen määrä haihdutuskokeissa oli 2 kg ja alipainekiteytyskokeissa 1,2 kg. Osa alipainekiteytyskokeista saaduista kiteistä analysoitiin jauheröntgendiffraktioanalysaattorin (PXRD, engl. powder x-ray diffraction) avulla. Kaikki PXRD-laitteella analysoidut alipainekiteytyskokeissa saadut kiteet osoittautuivat glysiinin γ-polymorfiksi. Kiteytysolosuhteilla oli selkeä vaikutus haihtumisvuohon, mutta vaikutusta glysiinikiteiden polymorfiaan ei havaittu koealueella.

Maanpuolustustahto asevelvollisen koulutuksen ja palveluksen onnistumista selittävänä tekijänä

Lähtökohta tälle tutkimukselle oli havainto siitä, että varusmiehillä maanpuolustustahto ja taisteluluottamus korreloivat. Tämä huomio oli mahdollista tehdä aikaisemmissa varusmiesaineistoilla tehdyissä tutkimuksissa, joissa olin ollut mukana. Tutkimuksen aineistoina olivat useat puolustusvoimissa kerätyt varusmiesten kyselytutkimusaineistot. Vertailuaineistoina käytin reserviläisille kertausharjoituksissa tehtyjen kyselyiden aineistoja. Olennaista oli selvittää, säilyikö havaittu riippuvuus kun muita mahdollisia tekijöitä otettiin huomioon. Tutkimus oli aikaisemmin kerättyjen aineistojen sekundaarianalyysi ja tutkijana en ollut voinut vaikuttaa kyselyjen sisältöön tai käytettyjen muuttujien ja mittareiden valintaan. Aineistot on kerätty kuvaileviin tarkoituksiin ja tästä syystä tämä tutkimus oli tilastollisesti kuvaileva. Keskeiset käytetyt aineistot olivat varusmiesten kotiuttamiskyselyiden eli loppukyselyiden aineistot kaikista varuskunnista vuosilta 2000 – 2008 sekä vuonna 2010 Siilasmaan työryhmää varten kerätty aineisto kolmesta varuskunnasta. Vuoden 2010 varusmiestutkimus oli toteutettu siten, että kysely tehtiin sekä palveluksen alussa että lopussa. Tässä aineistossa käytettiin monipuolisesti varusmiesten psykososiaalisen toimintakyvyn erilaisia mittareita. Maanpuolustustahto on käsitteellisesti laaja kokonaisuus, kuitenkin tässä tutkimuksessa se oli operationalisoitava käytettävissä olleiden osioiden avulla. Maanpuolustustahtoa tarkasteltiin sekä henkilökohtaisena että yleisenä maanpuolustustahtona sekä niiden yhdistelmänä, josta käytettiin myös nimitystä maanpuolustusajattelu. Käsitteellisesti suppeampi taisteluluottamus operationalisoitiin siten, että muuttujana se kuvasi varusmiehen luottamusta aseisiinsa, saamaansa koulutukseen sekä lähiryhmäänsä. Taisteluluottamuksen mittaamisen taustalla oli ajatus siitä, että tämän yksilökohtaisen mittarin keskiarvo on joukon koulutuksen onnistuneisuuden estimaatti. Taisteluluottamus oli tutkimuksessa varsinainen tulosmuuttuja. Tulosten perusteella yksittäisten varusmiesten psykososiaalisessa toimintakyvyssä on eroja. Erityisesti erottui yksittäisenä tekijänä sosiaalisuus, joka summamuuttujana oli muodostettu varusmiestutkimus 2010:n aineistossa Maanpuolustuskorkeakoulun Käyttäytymistieteen laitoksen laatimista osioista. Sosiaalisuus ennusti voimakkaasti varusmiehen etenemistä koulutuksessa aina johtajakoulutukseen saakka. Sosiaalisuuden kontrollointi tilastollisesti ei poistanut maanpuolustusajattelun ja taisteluluottamuksen välistä riippuvuutta. Varusmiestutkimus 2010 aineistossa oli mahdollista tarkastella maanpuolustusajattelun muutosta palvelusaikana ja muutoksen yhteyttä psykososiaalisen toimintakyvyn kuvaajiin. Stressaantumistaipumus ja neuroottisuus olivat yhteydessä maanpuolustustahdon laskuun. Tunteiden hallinnan kyky tuki varusmiehen maanpuolustustahdon ja taisteluluottamuksen kehittymistä. Tilastollinen kuvaus toteutettiin Mplus-ohjelmistolla lasketulla rakenneyhtälömallilla. Aineistoon sopiva malli oli mahdollista löytää. Mallin mukaan sosiaalinen pääoman yksilökohtaisena resurssina antaa mahdollisuuden kehittää ja säilyttää maanpuolustusajattelua, joka on yhteydessä itseluottamuksen luontoiseen taisteluluottamukseen varusmieskoulutuksen päättyessä. Koulutuksen aikana joukkoon kehittynyt kiinteys ja luottamus tukevat tätä kehitystä. Joukkotuotantomallilla saadaan aikaan joukkoja, joissa taisteluluottamus on yleensä tarvittavalla tasolla ja niitä voidaan käyttää osoitettuihin tehtäviin. Kertausharjoitukset ylläpitävät kiinteyttä, taisteluluottamusta ja sitä kautta joukon suorituskykyä. Tutkimuksessa havaittiin myös, että pysyvissä miehistön ryhmissä, joissa ryhmänjohtaja ja/tai jäseniä ei vaihtunut, koulutuksen tulokset olivat parempia kuin muuttuneissa ryhmissä. Edelleen havaittiin, että 12 kuukautta palvelleiden miehistön jäsenten joukossa palvelusmotivaatio laski enemmän kuin muissa varusmiesryhmissä. Yhdestätoista koulutuksen ja tutkimuksen asiantuntijasta koottu ryhmä arvioi tutkimuksen tuloksia sovelletulla Q-menetelmällä Facilitate Pro -ohjelmistoa käyttäen. Menettely tuotti lisänäkökohtia tulosten arviointiin sekä niiden soveltamiseen.

Reducing auxiliary power of a fluid bed boiler island

The aim of this thesis is to find and analyze different methods which reduce fluid bed boilers’ auxiliary power consumption. The objective is to examine the effects and feasibility of these methods. The literature part explains how fluid bed boilers work and what are the main sources of auxiliary power consumption. Designs and operation of these equipment are presented. The literature part also discusses the basics of auxiliary power consumption reduction and introduces four low pressure drop constructions. The experimental part inspects six different methods. Effects of these methods on the auxiliary power consumption are calculated and their impacts on the operation of the boiler are modeled. Calculations show that reasonable changes can reduce fluid bed boiler’s auxiliary power consumption by 2,1-10,2 %. Biggest reductions come from lower air coefficients, smaller bed a-level pressures and lower primary/secondary air –ratios. Models showed no problems with the smaller bed a-level pressures. With the lower air coefficients and smaller primary/secondary air –ratios the models showed a significant increase in the carbon monoxide levels.

Pienten ja keskisuurten yritysten kasvun mahdollistavat ja kasvua rajoittavat tekijät

Viimeaikaisen talouden yleisen heikon tilanteen johdosta päättäjät ympäri Eurooppaa ovat kääntyneet pienten ja keskisuurten yritysten (pk-yritys) puoleen työllisyyden parantamiseksi. Pk-yritysten edustaessa yli 99% Suomen yrityskannasta, ovat ne erittäin tärkeässä asemassa työllisyystilanteen lisäksi myös maamme talouden kannalta, ja pk-yrityksille onkin asetettu kasvupaineita viimeaikaisten kasvuyritysten menestystarinoiden innoittamana. Tässä tutkimuksessa pääasiallisena tavoitteena on tutkia pk-yritysten kasvuun liittyviä tekijöitä kasvun mahdollistavien sekä kasvua rajoittavien tekijöiden kannalta. Pääasiallisen tavoitteen ohella on tutkittu myös pk-yritysten tekemiä konkreettisia toimia kasvua mahdollistavien tekijöiden vahvistamiseksi, sekä kasvua rajoittavien tekijöiden murtamiseksi. Tutkimus etenee siten, että ensin käydään läpi pk-yritysten kasvuun liittyviä yleisiä asioita, jonka jälkeen siirrytään kasvun mahdollistaviin ja sitä rajoittaviin tekijöihin. Tutkimus on toteutettu laadullisena tutkimuksena eli se on kvalitatiivinen tutkimus. Tutkimuksen empiirinen aineisto koostuu neljän pk-yrityksen teemahaastatteluista, sekä kyselylomakkeesta, joissa kartoitettiin pk-yritysten omistaja-johtajien mielipiteitä yritysten kasvun mahdollistavista ja sitä rajoittavista tekijöistä. Teemahaastattelujen haastattelurunko on rakennettu pk-yritysten kasvua käsittelevien artikkelien ja niissä ilmenneiden kasvuun liittyvien havaintojen pohjalta. Tutkimuksen perusteella pk-yritysten omistaja-johtajat ovat sitä mieltä, että Suomen veropoliittiset, sekä työlainsäädännölliset ratkaisut rajoittavat yritysten kasvua, eivätkä kannusta yrittäjyyteen. Tämän lisäksi kasvua rajoittavat omistaja-johtajien tavoitteet yritystoimintaan liittyen, sekä pätevän työvoiman rekrytointiin liittyvät ongelmat. Kasvun mahdollistavien tekijöiden osalta omistaja-johtajat pitivät tärkeinä yritystoimintaa tukevien järjestelmien merkitystä, yrityksen tunnetuksi tekemistä, yrityksen ja sen sidosryhmien välisten suhteiden kehittämistä ja yhteistyötä sekä yritystoiminnan laadun kehittämistä ja valvontaa. Tutkimuksessa ilmeni myös pk-yritysten pystyvän murtamaan aikaisemmissa tutkimuksissa ilmenneitä kasvua rajoittavia tekijöitä tehokkaasti, saavan aikaan kasvua niiden olemassaolosta huolimatta.

Metalli-ionin ja hapon erotus toisistaan kalvosuodatuksella

Työn tarkoituksena oli kuparin ja hapon erottaminen toisistaan malliaineliuoksesta membraanitekniikalla. Kaivannaisteollisuudessa happoja käytetään metalleiden liuottamiseen. Lisäksi happamia jätevesiä syntyy sulfidikaivoksissa, sadeveden liuottaessa metalleja. Raskasmetallit ovat erittäin myrkyllistä vesieliöille. Työn tavoitteena oli saada happo ja metalli hyödynnettävään muotoon. Työn kokeellisessa osassa vertailtiin kahta polymeeristä ja keraamista membraania hapon ja metallin erotuksessa. Mittauksissa käytetyt membraanit olivat: AMS Technologies A-3012 ja A-3014 sekä Inopor ® Type SKR. Syöttöliuos sisälsi kuparisulfaattia ja rikkihappoa. Suodatukset tehtiin 30 ºC lämpötilassa useissa paineissa ja pH-arvoissa. Polymeeristen membraanien suodatusnäytteistä saadut retentiot kuparille olivat vastaavia aikaisempien tutkimusten tuloksien kanssa. A-3012 kalvon kuparin retentio oli 95 % ja A-3014 kalvolle kuparin retentio oli 90 %. Lisäksi mittausten korkeimmissa pH-arvoissa (2,9-2,3) happo konsentroitui permeaattiin. Polymeerisillä membraaneilla ei ollut merkkejä kalvon likaantumisesta tai hajoamisesta. Keraamisella membraanilla mitatut tulokset eivät olleet vastaavia aikaisempien tutkimusten tuloksien kanssa. Kuparin retentio olivat 2 ja 20 prosentin välillä, eikä liuoksen pH eronnut syötön ja permeaatin välillä. Tulosten perusteella molemmat tutkitut polymeeriset membraanit soveltuvat kuparin erottamiseen happamasta liuoksesta. Mittauksissa käytetty keraaminen membraani ei sovellu tähän tehtävään.

Jauhatusparametrien vaikutus jauhatustuotteen partikkelikokoon ja suodattuvuuteen

Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia ensin jauhatusparametrien vaikutus rikastushiekan hienousasteeseen eli miten partikkelikokojakaumaa kuvaavat partikkelikoot muuttuvat. Tämän jälkeen tutkitaan miten rikastushiekan hienousasteen muuttuminen vaikuttaa jauhettujen rikastushiekkalietenäytteiden suodattuvuuteen. Partikkelikokojakauman variaatioista yritetään löytää yhteys suodinkakun ominaisvastuksen ja huokoisuuden välillä. Jauhatus suoritettiin laboratoriomittakaavan helmimyllyllä märkäjauhatuksena. Jauhatusta varten tehtiin kolmitasoinen faktorikoesuunnitelma, jossa muuttujina ovat lasihelmien halkaisija, jauhatusaika ja sekoitinelimen pyörimisnopeus. Suodatus toteutettiin vakiopainesuodatuksena kolmella eri suodatuspaineella Nutsche-suodattimella. Työn tuloksista saatiin selville, että partikkelikokojakauman leveys korreloi suodinkakun ominaisvastuksen kanssa. Kun partikkelikokojakauma leveys muuttui kapeammaksi, saatiin kakun ominaisvastus pienemmäksi ja suodatukseen kulunut aika lyheni. Kapein partikkelikokojakauman leveys saatiin suurimmalla helmen halkaisijalla, pisimmällä jauhatusajalla sekä suurimmalla sekoitusnopeudella.

Pankkien vakavaraisuussääntelyn vaikutus startup-yritysten rahoitukseen

Tutkielman tavoitteena on määrittää, miten pankkien vakavaraisuussääntelyn muuttuminen on vaikuttanut startup-yritysten lainan hintaan ja ehtoihin, sekä tarkastella startup-yritysten muiden rahoitusmahdollisuuksien kehittymistä. Startup-yritysten eri rahoituslähteiden kasvu kootaan lähteiden vuositilastoista. Pankkien vakavaraisuussääntelyä tarkastellaan vertailemalla lainsäädännön tilaa eri vuosina. Sääntelyn vaikutuksia arvioidaan suorittamalla laskuesimerkkejä tietynlaisten pankkien ja startup-yritysten tilanteessa. Lähtöarvot kootaan lainsäädännöstä, tilastoista, tieteellisistä julkaisuista tai asiantuntijahaastattelujen pohjalta. Startup-yritysten luottoluokitukset määritetään käyttämällä Suomen Asiakastieto Oy:n luokitusmallia. Tuloksena tutkielma luo kattavan kuvan pankkien vakavaraisuussääntelyn kehittymisestä ja startup-yritysten rahoituslähteistä. Pankkisektorin ulkopuolinen rahoitus startupeille on kasvanut 2,5 %:n vuosivauhtia vuodesta 2008, josta vertaislainat ovat olleet suuressa roolissa. Lähes 72 % pankkien vähittäislainojen markkinoista on siirtynyt sisäisten luokitusten menetelmään vastuiden riskipainojen laskennassa. Siirtymä uuteen menetelmään aiheuttaa korkopaineita viidesosalle startupeista. 58 %:lle startupeista muutos ei ole ongelma. 42 % startupeista ei voi pienentää potentiaalisen lainan korkoaan edes lainan kokoisella vakuudella. Pääomavaatimusten kasvu ja pankkien siirtyminen uusiin laskentamenetelmiin voi nostaa startup-yrityksen lainan korkoa jopa 15 %.

Valssien käytettävyys ja kunnossapito terästehtaassa

Valssi on valssauslaitteiston keskeinen komponentti. Valssauksessa aihiota muokataan kuljettamalla sitä kahden valssin muodostaman raon välistä. Valssit altistuvat valssausprosessissa korkealle lämpötilalle ja pintapaineelle. Valsseille asetettavat vaatimukset tiukkenevat tuottavuuden vaatimusten kiristyessä. Valssit, yhtenä valssauslaitteiston komponenteista, muodostavat suuren osan valssauksen kustannuksista, joten valssien käyttöiän pidentämisen avulla voidaan parantaa valssauksen tuottavuutta ja kustannustehokkuutta. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin valssien käytettävyyttä ja kunnossapitoa, sillä näitä asioita kehittämällä on mahdollista saavuttaa valsseille pidempi kestoikä. Tutkimus toteutettiin kirjallisuusselvityksenä, jota täydennettiin valssausta tekevien yritysten haastatteluilla. Tavoitteena oli kerätä saatavissa oleva kirjallinen ja hiljainen tieto yksiin kansiin ja tutkia mahdollisia syy-seuraussuhteita valssien käytettävyyteen vaikuttavien ilmiöiden sekä valssien kulumisen ja vaurioitumisen välillä. Tutkimuksessa havaittiin, että vauriotyypit ovat riippuvaisia valssausprosessista, jolla tarkoitetaan, että kuuma- ja kylmävalssauksessa esiintyy erilaisia vauriotyyppejä. Kuuma- ja kylmävalssauksessa myös valssien kulumiseen vaikuttavat erilaiset ilmiöt. Valssien kulumista ja vaurioita on mahdollista ehkäistä erilaisilla pintakäsittely- ja pinnoitusmenetelmillä. Valssien kunnossapidon toteutusta tutkittaessa havaittiin, että kuluneiden valssien vaihto kunnostettuihin pyritään suorittamaan mahdollisimman nopeasti ja tätä varten on saatavilla kyseiseen tarkoitukseen kehitettyjä laitteistoja. Kuluneet valssit sorvataan ja hiotaan, jotta niiden pinnasta saadaan tasainen ja saavutetaan haluttu halkaisija. Tämän jälkeen pinnoitusmenetelmiä on mahdollista suorittaa uudelleen. Kunnossapitotoimenpiteet tehdään joko yrityksen omalla korjaamolla tai alihankintana toisen yrityksen tiloissa.

Suomen asuntomarkkinoiden kehitys vuosina 2000-2016

Kandidaatintutkielman tarkoituksena on tutkia Suomen asuntomarkkinoiden kehitystä kuluttajamarkkinanäkökulmasta 2000-luvulta alkaen. Tutkimuksen päätavoitteena on selvittää ennalta valittujen tekijöiden avulla, kuinka nämä ovat vaikuttaneet asuntomarkkinoihin. Tekijöiden avulla pystytään selvittämään kysynnän ja tarjonnan vaikutukset asuntomyyntiin. Tutkielman teoreettisen viitekehyksen muodostavat hintakehitys ja 4C-malli. Lisäksi tutkimuksessa on selvitetty talouden heilahteluiden vaikutuksia asuntomarkkinoihin sekä rakennuslupa-asioita ja asuntotuotantoa. Aineistot koostuvat kolmesta eri haastattelusta, joita tukevat aiheeseen liittyvät tilastot ja muu kirjallisuus. Haastatteluiden analyysissä etsitään tärkeimpiä vaikuttajia asuntomarkkinoilla. Tutkimuksessa selviää kaupungistumisen aiheuttaneen suuren muuttoliikenteen kaupunkien lähettyville, minne on alkanut muodostua pienempiä kaupunkikeskuksia. Kuluttajat haluavat asunnon sijaitsevan julkisten liikenneyhteyksien ja palveluiden läheisyydessä. Asuntokoot ovat vuoden 2000 jälkeen pienentyneet, jolloin asuntotuotantoa on jouduttu sopeuttamaan. Asuntolainan koron laskun myötä asuntomyynnin kasvu ei ole ollut toivotulla tasolla. Taloudellisten heilahtelujen myötä kuluttajiin on iskenyt epävarmuus, joka vähentää ihmisten halukkuutta ostaa asuntoja.