Ash Particle Erosion on Steam Boiler Convective Section

In this study, equations for the calculation of erosion wear caused by ash particles on convective heat exchanger tubes of steam boilers are presented. Anew, three-dimensional test arrangement was used in the testing of the erosion wear of convective heat exchanger tubes of steam boilers. When using the sleeve-method, three different tube materials and three tube constructions could be tested. New results were obtained from the analyses. The main mechanisms of erosionwear phenomena and erosion wear as a function of collision conditions and material properties have been studied. Properties of fossil fuels have also been presented. When burning solid fuels, such as pulverized coal and peat in steam boilers, most of the ash is entrained by the flue gas in the furnace. In bubbling andcirculating fluidized bed boilers, particle concentration in the flue gas is high because of bed material entrained in the flue gas. Hard particles, such as sharp edged quartz crystals, cause erosion wear when colliding on convective heat exchanger tubes and on the rear wall of the steam boiler. The most important ways to reduce erosion wear in steam boilers is to keep the velocity of the flue gas moderate and prevent channelling of the ash flow in a certain part of the cross section of the flue gas channel, especially near the back wall. One can do this by constructing the boiler with the following components. Screen plates can beused to make the velocity and ash flow distributions more even at the cross-section of the channel. Shield plates and plate type constructions in superheaters can also be used. Erosion testing was conducted with three types of tube constructions: a one tube row, an inline tube bank with six tube rows, and a staggered tube bank with six tube rows. Three flow velocities and two particle concentrations were used in the tests, which were carried out at room temperature. Three particle materials were used: quartz, coal ash and peat ash particles. Mass loss, diameter loss and wall thickness loss measurements of the test sleeves were taken. Erosion wear as a function of flow conditions, tube material and tube construction was analyzed by single-variable linear regression analysis. In developing the erosion wear calculation equations, multi-variable linear regression analysis was used. In the staggered tube bank, erosion wear had a maximum value in a tube row 2 and a local maximum in row 5. In rows 3, 4 and 6, the erosion rate was low. On the other hand, in the in-line tube bank the minimum erosion rate occurred in tube row 2 and in further rows the erosion had an increasing value, so that in a six row tube bank, the maximum value occurred in row 6.

Fuzzy real option analysis in patent related decision making and patent valuation

The shift towards a knowledge-based economy has inevitably prompted the evolution of patent exploitation. Nowadays, patent is more than just a prevention tool for a company to block its competitors from developing rival technologies, but lies at the very heart of its strategy for value creation and is therefore strategically exploited for economic pro t and competitive advantage. Along with the evolution of patent exploitation, the demand for reliable and systematic patent valuation has also reached an unprecedented level. However, most of the quantitative approaches in use to assess patent could arguably fall into four categories and they are based solely on the conventional discounted cash flow analysis, whose usability and reliability in the context of patent valuation are greatly limited by five practical issues: the market illiquidity, the poor data availability, discriminatory cash-flow estimations, and its incapability to account for changing risk and managerial flexibility. This dissertation attempts to overcome these impeding barriers by rationalizing the use of two techniques, namely fuzzy set theory (aiming at the first three issues) and real option analysis (aiming at the last two). It commences with an investigation into the nature of the uncertainties inherent in patent cash flow estimation and claims that two levels of uncertainties must be properly accounted for. Further investigation reveals that both levels of uncertainties fall under the categorization of subjective uncertainty, which differs from objective uncertainty originating from inherent randomness in that uncertainties labelled as subjective are highly related to the behavioural aspects of decision making and are usually witnessed whenever human judgement, evaluation or reasoning is crucial to the system under consideration and there exists a lack of complete knowledge on its variables. Having clarified their nature, the application of fuzzy set theory in modelling patent-related uncertain quantities is effortlessly justified. The application of real option analysis to patent valuation is prompted by the fact that both patent application process and the subsequent patent exploitation (or commercialization) are subject to a wide range of decisions at multiple successive stages. In other words, both patent applicants and patentees are faced with a large variety of courses of action as to how their patent applications and granted patents can be managed. Since they have the right to run their projects actively, this flexibility has value and thus must be properly accounted for. Accordingly, an explicit identification of the types of managerial flexibility inherent in patent-related decision making problems and in patent valuation, and a discussion on how they could be interpreted in terms of real options are provided in this dissertation. Additionally, the use of the proposed techniques in practical applications is demonstrated by three fuzzy real option analysis based models. In particular, the pay-of method and the extended fuzzy Black-Scholes model are employed to investigate the profitability of a patent application project for a new process for the preparation of a gypsum-fibre composite and to justify the subsequent patent commercialization decision, respectively; a fuzzy binomial model is designed to reveal the economic potential of a patent licensing opportunity.

Vaatetus- ja tekstiilimateriaalien ekologinen elinjakson hallinta Talousvarikon toiminnoissa

Tämän case -tutkimuksen tarkoituksena on kartoittaa tekstiili- ja vaatetusmateriaalien ekologista elinjakson hallintaa Talousvarikon toiminnoissa ja tutkimalla mahdollisuuksia soveltaa saatuja tuloksia. Talousvarikko on Puolustusvoimien Materiaalilaitoksen alainen järjestelmävastuuvarikko, jonka tehtävänä on varusmiesten ja kadettien vaatetuksen hankinta- ja ylläpitotoiminnot. Talousvarikko jakautuu neljälle paikkakunnalle. Hämeenlinnassa on hankinta-, hallinto- ja materiaaliosasto. Säkylässä, Mikkelissä ja Sodankylässä ovat vaatetuskorjaamot. Tekstiilimateriaalien elinkaariajattelussa tarkastellaan raaka-aineiden jaottelua ja maailman kuitutuotantoa. Tekstiilikuidut jaotellaan luonnon- ja tekokuituihin. Luonnonkuidut ovat pääosin luonnon raaka-aineita ja tekokuidut ovat synteettisesti valmistettuja. Tekstiilikuitujen- ja materiaalien vaikutus ekologiseen elinjakson hallinnan vaiheisiin on riippuvainen raaka-aineidenalkuperästä. Vaatetus- ja tekstiilimateriaalin elinkaari muodostuu tuotekehityksestä, hankinnasta, valmistuksesta, käytöstä, huollosta ja hylkäyksestä. Ekologista elinjakson hallintaa tarkastellaan materiaalivirta- ja elinkaarianalyysien kautta. Elinkaarianalyysin tarkastelu painottuu vaikutusluokkien arvottamiseen ja materiaalivirta-analyysissä tarkastellaan ainevirtoja ja sitä kautta jätteiden määrän vähentämistä. Joutsenmerkin valintakriteerien pohjana on aina tuotteiden elinkaarianalyysi. Joutsenmerkin valintakriteerien soveltaminen Talousvarikon toimintoihin vaatetus- ja tekstiilimateriaalin elinkaaren jokaisessa vaiheessa antaa mahdollisuuden lisätä ekologista elinkaaren hallintaa Talousvarikon toiminnoissa. Ympäristönäkökohtien huomioiminen tuotekehityksessä ja hankinnoissa antaa mahdollisuuden tehdä tilauksia / sopimuksia yhteiskuntavastuullisilta yrityksiltä huomioiden valmistuksen yhdeksi osaksi hankinta ja logistiikka pääprosessia.

Tulistimien valmistuslinjan automatisointi ja kehittäminen

Diplomityössä kehitettiin Warkaus Works Oy:n tulistimien valmistuslinjan tuotantoa. Työn tavoitteena oli lyhentää läpimenoaika puoleen nykyisestä, kasvattaa tuotantokapasiteettiä, parantaa tuottavuutta ja toimitusvarmuutta. Työn teoriaosassa käsiteltiin erilaisia tuotannon kehittämiskeinoja, tuotannon analysointisystematiikkaa sekä automatisointiprojektin teoriaa. Työn kokeellisessa osassa selvitettiin tuotannon nykytila, jotta osattaisiin puuttua oikeisiin asioihin ja saataisiin vertailulähtökohta. Työssä selvitettiin tuotannon uudelleenvirtauttamisella saavutettavat hyödyt. Tuotannon kehittäminen painottui käsivaiheiden automatisointiin. Työssä selvitettiin eri automatisointi vaihtoehtoja. Työn tuloksena löydettiin tulistinputkien jatkohitsaukseen automatisointiratkaisu, jonka avulla käsinhitsattavien saumojen määrä rakenteessa parhaimmillaan puolittuu. Ratkaisun avulla läpimenoaikaa saadaan lyhennettyä ja tuotantokapasiteettiä nostettua ja tuottavuutta parannettua.

Development of a PC Tool for Estimating Pressure Drops in Forced-convection Boiler Tubes

Kaksifaasivirtauksen kuvaamiseen käytettävät mallit, ja menetelmät kaksifaasivirtauksen painehäviön määrittämiseksi kehittyvät yhä monimutkaisimmiksi. Höyrystinputkissa tapahtuvien painehäviöiden arvioinnin vaatiman laskennan suorittamiseksi tietokoneohjelman kehittäminen on välttämätöntä. Tässä työssä on kehitetty itsenäinen PC-ohjelma painehäviöiden arvioimiseksi pakotetulle konvektiovirtaukselle pystysuorissa höyrykattilan höyrystinputkissa. Veden ja vesihöyryn aineominaisuuksien laskentaan käytetään IAPWS-IF97 –yhtälökokoelmaa sekä muita tarvittavia IAPWS:n suosittelemia yhtälöitä. Höyrystinputkessa kulloinkin vallitsevan virtausmuodon määrittämiseen käytetään sovelluskelpoisia virtausmuotojen välisiä rajoja kuvaavia yhtälöitä. Ohjelmassa käytetään painehäviön määritykseen kirjallisuudessa julkaistuja yhtälöitä, virtausmuodosta riippuen, alijäähtyneelle virtaukselle, kupla-, tulppa- ja rengasvirtaukselle sekä tulistetun höyryn virtaukselle. Ohjelman laskemia painehäviöarvioita verrattiin kirjallisuudesta valittuihin mittaustuloksiin. Laskettujen painehäviöiden virhe vaihteli välillä –19.5 ja +23.9 %. Virheiden itseisarvojen keskiarvo oli 12.8 %.

Logistiikkayrityksen kuljetussuunnittelun kehittäminen

Työn tavoitteena oli selvittää Transpoint Cargon kuljetussuunnittelun nykytila ja kuljetussuunnittelijoiden välisten vastuiden jakaantuminen. Työn tavoitteena oli lisäksi rakentaa kuljetussuunnittelulle alueellinen toimintamalli yrityksen asettamien rajoitteiden mukaisesti. Kuljetussuunnittelun tilaa tutkittiin haastatteluiden, visuaalisen analysoinnin, oman työkokemuksen ja tuotevirta-analyysin avulla. Kuljetussuunnittelun suurimmat kehitystarpeet löytyivät vastuiden loogisemmasta jakamisesta ja suunnittelijoiden tavasta ohjata autoja. Kehitysehdotuksena nykytilanteen parantamiseksi työssä esitetään kuljetussuunnittelijoiden työtehtävien jakaminen klusteri mallin mukaisesti. Klusteri malliin perustuen työssä esitetään kolme eri vaihtoehtoa kuljetussuunnittelun alueellisen toimintamallin toteuttamiseksi.

Kassavirta-analyysi velkarahoittajan näkökulmasta

Tutkielman tavoitteena oli selvittää vuonna 2006 voimaan astuneen osakeyhtiölain, ja sen seurauksena parantuneen velkojainsuojan vaikutus suomessa käytettäviin kassavirtalaskelmiin yritysanalyysissa. Erityisesti tutkittiin maksukykyisyystestin vaikutusta kassavirtalaskelmissa käytettävään maksunsaantijärjestykseen. Aineisto kerättiin haastattelemalla merkittävimpien suomalaisten rahoittajien yritystutkimusten edustajia ja käymällä läpi suomalaista rahoitusalan kirjallisuutta. Tutkielmassa kävi ilmi, että suomen merkittävimpien rahoittajien käyttämissä, tai rahoitusalan kirjallisuudessa esitetyissä kassavirtalaskelmissa, ei ollut otettu huomioon maksukykyisyystestin vaikutusta kassavirta-analyysiin. Tutkielmassa esitetään uudenlainen kassavirtalaskelma, mikä noudattaa mahdollisimman hyvin osakeyhtiön maksunsaantijärjestystä. Uusi kassavirtalaskelma sopii nykyisin Suomessa yleisesti käytössä olevia kassavirtalaskelmia paremmin sekä yrityksen velkakapasiteetin arvioimiseen että osakeyhtiön maksukykyisyystestin tekemiseen osingonjakopäätöksen tueksi. Lisäksi tutkielmassa havainnollistetaan esimerkkilaskelmin kassavirtaanalyysin tekemistä sekä Yritystutkimusneuvottelukunnan suosittamalla kassavirtalaskelmalla että uudenlaisella kassavirtalaskelmalla

Stock Repurchase Authorizations - Finnish Companies

The aim of this study is to examine the abnormal market reaction caused by share repurchase authorizations. We study this abnormal reaction from five different angles. First four concentrate on average abnormal returns while the fifth concentrates on cumulative abnormal return. Data consists of 508 share repurchase authorization from Finnish stock market. Event study methodology is used to examine the stock price reaction and regression analysis is used to find correlation between actual buybacks and abnormal returns. The empirical results show that markets do usually react positively to share repurchase authorizations. There are some differences depending which of the five angles the abnormal returns are being examined. Statistically we can confirm that some authorization give positive reaction while others do not. Also we didn’t find a statistically significant positive correlation between actual buybacks and abnormal returns.

CFD modeling of dispersion water feed in wastewater cleaning application

Fluid particle breakup and coalescence are important phenomena in a number of industrial flow systems. This study deals with a gas-liquid bubbly flow in one wastewater cleaning application. Three-dimensional geometric model of a dispersion water system was created in ANSYS CFD meshing software. Then, numerical study of the system was carried out by means of unsteady simulations performed in ANSYS FLUENT CFD software. Single-phase water flow case was setup to calculate the entire flow field using the RNG k-epsilon turbulence model based on the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations. Bubbly flow case was based on a computational fluid dynamics - population balance model (CFD-PBM) coupled approach. Bubble breakup and coalescence were considered to determine the evolution of the bubble size distribution. Obtained results are considered as steps toward optimization of the cleaning process and will be analyzed in order to make the process more efficient.

Remote sensing for three-dimensional modelling of hydromorphology

Successful management of rivers requires an understanding of the fluvial processes that govern them. This, in turn cannot be achieved without a means of quantifying their geomorphology and hydrology and the spatio-temporal interactions between them, that is, their hydromorphology. For a long time, it has been laborious and time-consuming to measure river topography, especially in the submerged part of the channel. The measurement of the flow field has been challenging as well, and hence, such measurements have long been sparse in natural environments. Technological advancements in the field of remote sensing in the recent years have opened up new possibilities for capturing synoptic information on river environments. This thesis presents new developments in fluvial remote sensing of both topography and water flow. A set of close-range remote sensing methods is employed to eventually construct a high-resolution unified empirical hydromorphological model, that is, river channel and floodplain topography and three-dimensional areal flow field. Empirical as well as hydraulic theory-based optical remote sensing methods are tested and evaluated using normal colour aerial photographs and sonar calibration and reference measurements on a rocky-bed sub-Arctic river. The empirical optical bathymetry model is developed further by the introduction of a deep-water radiance parameter estimation algorithm that extends the field of application of the model to shallow streams. The effect of this parameter on the model is also assessed in a study of a sandy-bed sub-Arctic river using close-range high-resolution aerial photography, presenting one of the first examples of fluvial bathymetry modelling from unmanned aerial vehicles (UAV). Further close-range remote sensing methods are added to complete the topography integrating the river bed with the floodplain to create a seamless high-resolution topography. Boat- cart- and backpack-based mobile laser scanning (MLS) are used to measure the topography of the dry part of the channel at a high resolution and accuracy. Multitemporal MLS is evaluated along with UAV-based photogrammetry against terrestrial laser scanning reference data and merged with UAV-based bathymetry to create a two-year series of seamless digital terrain models. These allow the evaluation of the methodology for conducting high-resolution change analysis of the entire channel. The remote sensing based model of hydromorphology is completed by a new methodology for mapping the flow field in 3D. An acoustic Doppler current profiler (ADCP) is deployed on a remote-controlled boat with a survey-grade global navigation satellite system (GNSS) receiver, allowing the positioning of the areally sampled 3D flow vectors in 3D space as a point cloud and its interpolation into a 3D matrix allows a quantitative volumetric flow analysis. Multitemporal areal 3D flow field data show the evolution of the flow field during a snow-melt flood event. The combination of the underwater and dry topography with the flow field yields a compete model of river hydromorphology at the reach scale.