Three-dimensional model of bubbling fluidized bed combustion

 Diplomityön tarkoituksena on kehittää kolmiulotteinen malli kerrosleijupoltolle. Työn kirjallisuusosa sisältää seuraavat perusteet kerrosleijupolton tekniikasta: yleistiedot, leijutus- ja palamisilmiöt, kiinteän aineen ja kaasun sekoittuminen, päästöt ja lämmönsiirto. Lisäksi palamissysteemin mallinnuksen perusteet ja ratkaisumenetelmät ovat esitelty. Työn mallinnusosassa kehitetty koodi on ohjelmoitu Fortran-ohjelmointikielellä. Kehitetty malli perustuu olemassa olevaan malliin kiertoleijupoltosta. Yhtälö kiintoainekonsentraatioprofiilille on vaihdettu ja kiertovirta on poistettu koodista. Mallilla on tehty herkkyystarkasteluja polttoaineen ja kaasun sekoittumisen sekä reaktiokertoimen vaikutukselle. Visualisointi on tehty ohjelmassa Tecplot 360 ja mallinnustuloksia on vertailtu mitattuihin tuloksiin. Mallin laskemattulokset vastaavat hyvin mittaustuloksia ja kokemusperäisiä tietoja; monissa tapauksissa malli pystyy kvantitatiivisesti kuvaamaan parametrien variointia ja kaikissa tapauksissa malli antaa ainakin kvalitatiivisesti oikeita tuloksia. Työhön liittyvän kehityksen ja mallinnuskokemuksen perusteella on tehty ehdotukset mallin tulevaa kehitystä ja mittauksia varten.

A Development and Application of a Three-Dimensional Model for a CFB Gasifier

The developing energy markets and rising energy system costs have sparked the need to find new forms of energy production and increase the self-sufficiency of energy production. One alternative is gasification, whose principles have been known for decades, but it is only recently when the technology has become a true alternative. However, in order to meet the requirements of modern energy production methods, it is necessary to study the phenomenon thoroughly. In order to understand the gasification process better and optimize it from the viewpoint of ecology and energy efficiency, it is necessary to develop effective and reliable modeling tools for gasifiers. The main aims of this work have been to understand gasification as a process and furthermore to develop an existing three-dimensional circulating fluidized bed modeling tool for modeling of gasification. The model is applied to two gasification processes of 12 and 50 MWth. The results of modeling and measurements have been compared and subsequently reviewed. The work was done in co-operation with Lappeenranta University of Technology and Foster Wheeler Energia Oy.

Kvantitatiivisen osakepisteytysmallin testaaminen Euroopan markkinoilla

Tutkielman tavoitteena on testata kvantitatiivisen osakepisteytysmallin tehokkuutta Euroopan osakemarkkinoilla. Osakepisteytysmalli järjestää osakkeet paremmuusjärjestykseen yrityskohtaisten tunnuslukujen avulla. Pisteytysmallin suositusten mukaan luodaan testisalkku ajanjaksolta 2002 2007. Testisalkun tuottoa mitataan pääomahyödykkeiden hinnoittelumallin sekä Faman ja Frenchin kolmen faktorin mallin avulla. Testisalkkua testataan markkina arvopainoisena sekä tasapainoisena. Tasapainoisessa salkussa jokaista osaketta painotetaan yhtäläisesti. Testisalkun rinnalle luodaan lisäksi vertailusalkku satunnaisista osakkeista. Tasapainotettu testisalkku tuotti tarkasteluajanjaksolla tilastollisesti merkitsevää markkinariskikorjattua ylituottoa 0,7 prosenttia kuukaudessa. Kolmen faktorin mallin avulla laskettu ylituotto ei ollut merkitsevä. Yrityskokofaktori sekä markkinatuotto näyttivät selittävän vahvasti testisalkun tuottoja. Yrityskoon vaikutus näkyi myös markkina arvopainotetussa salkussa, jonka tuotto ei päihittänyt markkinatuottoa. Vertailusalkku ei tuottanut tilastollisesti merkitsevää ylituottoa.

Yrityksen koko ja book-to-market ilmiöt Yhdysvaltojen osakemarkkinoilla

Tämä kandidaatintutkielma käsittelee yrityksen kokoon ja book-to-market arvoon perustuvia anomalioita Yhdysvaltojen osakemarkkinoilla. Tutkimuksen kohteena on epänormaalien tuottojen saavuttaminen kyseisten anomalioiden kautta erityisesti finanssikriisin aikana. Osakeportfolioiden analysointi tapahtuu pääasiassa Fama-French kolmifaktorimallin avulla.

Kvantitatiivisten arvostrategioiden menestyminen Frankfurtin pörssissä

Tutkimuksessa tarkastellaan voidaanko Piotroskin (2000) kehittämää F-scorea käyttämällä saada arvostrategiaa parempia tuottoja Frankfurtin pörssissä 1998 – 2012. Arvostrategiaa määrittävinä tunnuslukuina käytetään P/E- ja P/B-lukujen käänteislukuja sekä niistä muodostettua yhdistelmätunnuslukua. Tunnusluvuille luodaan yhden, kahden ja kolmen vuoden sijoitusstrategiat, joiden menestymistä verrataan toisiinsa. Tuloksien perusteella voidaan todeta F-scoren olevan hyödyllisin P/B-lukuun yhdistettynä ja P/E-lukuun sovellettuna hyödytön. P/B-luvun kohdalla F-scoren ylituotto arvostrategiaan nähden on 9,60 prosenttiyksikköä. Vuotuinen tuotto P/B-luvun F-scoren strategialle on 23,16 %. Paras riskiin suhteutettu (oikaistu Sharpe) tulos on P/B-luvun yhden vuoden F-scoren strategialla (0,3414). Kolmifaktorimallin estimoimien ylituottojen erot ovat marginaalisen pieniä F-scoren ja arvostrategian välillä. Sijoitushorisontin osalta yhden vuoden pitoaika on menestyksekkäin kaikkien tutkimuksessa käytettyjen tunnuslukujen mukaan.

Avainasiakassuhteiden analysointi ja -kehittämisstrategioiden luonti business-to-business markkinoilla toimivalle pk-yritykselle

Tutkimuksen tavoitteena oli tunnistaa tutkittavan yrityksen (Starlike Oy) avainasiakassuhteiden tila sekä luoda strategioita näiden asiakassuhteiden kehittämiseksi. Asiakassuhteiden tilaa pyrittiin analysoimaan tarkastelemalla kolmea suhteen osatekijää; ilmapiiriä, transaktiohistoriaa ja toimijoita. Vastaavasti strategioiden luonnintukena käytettiin asiakassuhteen osatekijöiden painoarvo- sekä asiakassuhteen ongelmat/tarpeet -mallia. Tutkimusmenetelmänä käytettiin kyselytutkimusta, jonka aineisto kerättiin sähköpostikyselyllä syksyn 2006 aikana niin asiakkailta kuin yritykseltäkin. Asiakassuhteiden havaittiin jakautuvan viidelle tasolle jakauman noudattaessa normaalijakaumaa. Asiakkaan ja myyjän näkemyksissä asiakassuhteen nykytilasta ei havaittu olevan järjestelmällistä eroa. Toisaalta myyjän havaittiin asettavan asiakassuhteen tavoitteet järjestelmällisesti asiakasta korkeammalle. Asiakassuhteiden tavoitteiden havaittiin lisäksi jakautuvan asiakassuhteen tasoittain kahteen osaan siten, että noin puolet asiakkaista halusi kehittää asiakassuhdettaan ja noin puolet oli tyytyväisiä sen nykytilaan.

Development of Furnace Model for Bubbling Fluidized Bed Boiler

The aim of this thesis was to develop a model, which can predict heat transfer, heat release distribution and vertical temperature profile of gas phase in the furnace of a bubbling fluidized bed (BFB) boiler. The model is based on three separate model components that take care of heat transfer, heat release distribution and mass and energy balance calculations taking into account the boiler design and operating conditions. The model was successfully validated by solving the model parameters on the basis of commercial size BFB boiler test run information and by performing parametric studies with the model. Implementation of the developed model for the Foster Wheeler BFB design procedures will require model validation with existing BFB database and possibly more detailed measurements at the commercial size BFB boilers.

Tietämyksen kasvattamisen keinot Case: Handwise Oy:n tietämyksen kasvattaminen yksilön ja organisaation oppimisen keinoin

Työn tavoitteena oli selvittää yksilön ja organisaation tietämystä sekä niiden kasvattamista. Tarkoituksena oli löytää yksilön ja organisaation tietämyksen yhdistäviä tekijöitä. Tutkimusmetodologia oli empiirinen deskriptiivinen tutkimus ja tutkimusmenetelmä oli kvalitatiivinen perustuen kymmeneen teemahaastatteluun. Tutkimuksen tuloksena oli, että tietotyöntekijät kasvattavat omaa ja organisaation tietämystä samankaltaisin keinoin, eikä niiden välillä mielletty olevan suurtakaan eroa. Työssä kokeminen yrityksen ja erehdyksen kautta kerrottiin tärkeimmäksi menetelmäksi kasvattaa omaa tietämystä. Kirjoja arvostettiin erityisen paljon tietämyksen kasvattamisessa ja se ohitti tiedon lähteenä jopa internetin. Työkollegat olivat kolmas tärkeä tietämyksen lähde. Kaksi tärkeintä edellytystä tietämyksen kasvattamisessa olivat opiskelun aikana saatu tietopohja sekä oma kiinnostus ja motivaatio. Organisaation tietämyksen kasvattamisessa tärkeimmäksi tekijäksi nousivat dokumentointi, virheistä oppiminen, sisäinen kommunikointi, tietojärjestelmät ja avoin organisaatiokulttuuri. Tutkimuksen perusteella syntyi kolmivaiheinen malli tietämyksen kasvattamisen kehästä, jonka elementit ovat edellytykset, lähteet ja menetelmät. Kehän keskellä on työssä oppiminen, joka on tärkein tekijä tietämyksen kasvattamisessa. Case-yrityksen toiminta oppivana organisaationa osoitti, että yrityksessä tulisi panostaa erityisesti oppimisen tukemiseen ja johtamiseen. Myös tiedon dokumentointi ja muuttaminen avoimeen muotoon sekä yrityksen prosessit tarvitsevat selkiyttämistä. Organisaation avoimuus ja ilmapiiri osoittautuivat hyviksi, mikä auttaa osaltaan tietämyksen kasvattamista.

Assessment of facilitators' design thinking

Meeting design is one of the most critical prerequisites of the success of facilitated meetings but how to achieve the success is not yet fully understood. This study presents a descriptive model of the design of technology supported meetings based on literature findings about the key factors contributing to the success of collaborative meetings, and linking these factors to the meeting design steps by exploring how facilitators consider the factors in practice in their design process. The empirical part includes a multiple-case study conducted among 12 facilitators. The case concentrates on the GSS laboratory at LUT, which has been working on facilitation and GSS for the last fifteen years. The study also includes ‘control’ cases from two comparable institutions. The results of this study highlight both the variances and commonalities among facilitators in how they design collaboration processes. The design thinking of facilitators of all levels of experience is found to be largely consistent wherefore the key design factors as well as their role across the design process can be outlined. Session goals, group composition, supporting technology, motivational aspects, physical constraints, and correct design practices were found to outline the key factors in design thinking. These factors are further categorized into three factor types of controllable, constraining, and guiding design factors, because the study findings indicate the factor type to have an effect on the factor’s importance in design. Furthermore, the order of considering these factors in the design process is outlined.

Validation of a 3D model for oxygen combustion in a circulating fluidized bed

In this thesis, a model called CFB3D is validated for oxygen combustion in circulating fluidized bed boiler. The first part of the work consists of literature review in which circulating fluidized bed and oxygen combustion technologies are studied. In addition, the modeling of circulating fluidized bed furnaces is discussed and currently available industrial scale three-dimensional furnace models are presented. The main features of CFB3D model are presented along with the theories and equations related to the model parameters used in this work. The second part of this work consists of the actual research and modeling work including measurements, model setup, and modeling results. The objectives of this thesis is to study how well CFB3D model works with oxygen combustion compared to air combustion in circulating fluidized bed boiler and what model parameters need to be adjusted when changing from air to oxygen combustion. The study is performed by modeling two air combustion cases and two oxygen combustion cases with comparable boiler loads. The cases are measured at Ciuden 30 MWth Flexi-Burn demonstration plant in April 2012. The modeled furnace temperatures match with the measurements as well in oxygen combustion cases as in air combustion cases but the modeled gas concentrations differ from the measurements clearly more in oxygen combustion cases. However, the same model parameters are optimal for both air and oxygen combustion cases. When the boiler load is changed, some combustion and heat transfer related model parameters need to be adjusted. To improve the accuracy of modeling results, better flow dynamics model should be developed in the CFB3D model. Additionally, more measurements are needed from the lower furnace to find the best model parameters for each case. The validation work needs to be continued in order to improve the modeling results and model predictability.

Spin Polarization and Normal Reflection at Nanoscale Point Contacts

This thesis presents point-contact measurements between superconductors (Nb, Ta, Sn,Al, Zn) and ferromagnets (Co, Fe, Ni) as well as non-magnetic metals (Ag, Au, Cu, Pt).The point contacts were fabricated using the shear method. The differential resistanceof the contacts was measured either in liquid He at 4.2 K or in vacuum in a dilutionrefrigerator at varying temperature down to 0.1 K. The contact properties were investigatedas function of size and temperature. The measured Andreev-reflection spectrawere analysed in the framework of the BTK model – a three parameter model that describescurrent transport across a superconductor - normal conductor interface. Theoriginal BTK model was modified to include the effects of spin polarization or finitelifetime of the Cooper pairs. Our polarization values for the ferromagnets at 4.2 K agree with the literature data, but the analysis was ambiguous because the experimental spectra both with ferromagnets and non-magnets could be described equally well either with spin polarization or finite lifetime effects in the BTK model. With the polarization model the Z parametervaries from almost 0 to 0.8 while the lifetime model produces Z values close to 0.5. Measurements at lower temperatures partly lift this ambiguity because the magnitude of thermal broadening is small enough to separate lifetime broadening from the polarization. The reduced magnitude of the superconducting anomalies for Zn-Fe contacts required an additional modification of the BTK model which was implemented as a scaling factor. Adding this parameter led to reduced polarization values. However, reliable data is difficult to obtain because different parameter sets produce almost identical spectra.

GateKeeper - Käyttäjienhallintaohjelma

Tämän insinöörityön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa selainpohjainen käyttäjienhallintaohjelma GateKeeper Karttakeppi.com-työryhmälle. GateKeeper-ohjelma kuuluu osana laajempaan ohjelmistoprojektiin, jonka tarkoituksena on tuottaa opetusmateriaalia etäopiskelijoille Internetissä. Etäopetusmateriaalin tuottamisessa käytetään useita ohjelmia, joille on määriteltävä eritasoisia käyttäjätunnuksia ja käyttöoikeuksia. Ohjelmien käyttäjienhallintamekanismit ovat erilaisia, mikä osaltaan lisää järjestelmän ylläpitäjien työtä ja vastuuta. GateKeeper-ohjelman tavoitteena on nopeuttaa, helpottaa ja yksinkertaistaa käyttäjienhallintaan liittyviä toimintoja tietoturvallisesti. GateKeeper-ohjelma on suunniteltu siten, että uusien käyttäjien ja ohjelmien lisäämiselle ei ole asetettu rajoja. Jokaisen lisättävän ohjelman yhteydessä on kuitenkin selvitettävä kyseisen ohjelman käyttäjienhallintamekanismi. Tässä insinöörityössä tutkittiin, miten versionhallintaohjelma Subversionin, julkaisujärjestelmä Mambon, sekä oppimisalusta Moodlen käyttäjiä voidaan keskitetysti hallinnoida GateKeeper-ohjelman avulla. GateKeeper-ohjelma noudattaa arkkitehtuuriltaan kolmikerrosmallia, jossa käyttöliittymä, sovelluslogiikka ja tietovarasto on erotettu toisistaan. Ohjelma koostuu joukosta PHP-kielellä toteutettuja dynaamisia web-sivuja. Tietovarastona käytetään tietokantapalvelimella sijaitsevaa MySQL-tietokantaa.

Paperiteollisuuden prosessinostureiden elinjaksokustannuslaskenta

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, kuinka paljon paperi- ja kartonkikoneiden prosessinosturit aiheuttavat kustannuksia siirrettyä tonnia kohti. Asiaa tarkasteltiin asiakkaan näkökulmasta. Työn lisätavoitteena oli myös pohtia uutta elinjaksokustannuksiin perustuvaa nostopalvelumallia, jossa asiakas maksaa saamastaan hyödystä siirrettyjen tonnien mukaisesti. Elinjaksokustannuslaskentaa (LCC= Life Cycle Cost) hyödynnetään laskettaessa tuotteeseen kohdistuvia kokonaiskustannuksia. Työssä tutkittiin neljää eri prosessinosturia, joiden kustannukset jaettiin investointi-, käyttö-, kunnossapito- ja epäkäytettävyyskustannuksiin. Tämän kustannusten jaottelun perusteella työssä rakennettiin LCC-laskentamalli, jonka avulla nostureiden vuosittaiset kustannukset voitiin määrittää. Työssä tutkittujen neljän nosturin tapauksissa saatiin laaditulla laskentamallilla kokonaiskustannuksiksi 0,50 - 1,00 euroa ja kunnossapitokustannuksiksi 0,07 - 0,14 euroa siirrettyä tonnia kohti. Herkkyysanalyysien tuloksissa laskentakorolla oli kolmessa tapauksessa neljästä suurin vaikutus kokonaistulokseen. Kymmenen prosentinmuutos laskentakorossa vaikutti noin 6 % - 7,5 %:a lopputulokseen. Huoltotuntien määrällä taas oli tutkituista tekijöistä vähiten vaikutusta kokonaistulokseen. Nostopalvelusta luotiin kolmitasoinen. Ylimmällä tasolla asiakkaan ei enää tarvitse omistaa omaa nosturia, vaan asiakas maksaa ainoastaan siirretyistä tonneista. Tarkastelun johtopäätöksenä on, että solmimalla nostopalvelusopimuksen asiakas voi saada paremman ennustettavuuden kunnossapitokustannuksiinsa ja mahdollisuuden säästää omistuskustannuksissa.

Modelling the Knowledge Interface between Sales and Production Functions of a Company. Case: New Service Development Process.

Yrityksen sisäisten rajapintojen tunteminen mahdollistaa tiedonvaihdon hallinnan läpi organisaation. Idean muokkaaminen kannattavaksi innovaatioksi edellyttää organisaation eri osien läpi kulkevaa saumatonta prosessiketjua sekä tietovirtaa. Tutkielman tavoitteena oli mallintaa organisaation kahden toiminnallisesti erilaisen osan välinen tiedon vaihto. Tiedon vaihto kuvattiin rajapintana, tietoliittymänä. Kolmiulotteinen organisaatiomalli muodosti tutkimuksen pääteorian. Se kytkettiin yrityksen tuotanto- ja myyntiosiin, kuten myös BestServ-projektin kehittämään uuteen palvelujen kehittämisen prosessiin. Uutta palvelujen kehittämisen prosessia laajennettiin ISO/IEC 15288 standardin kuvaamalla prosessimallilla. Yritysarkkitehtuurikehikoita käytettiin mallintamisen perustana. Tietoliittymä nimenä kuvastaa näkemystä siitä, että tieto [tietämys] on olemukseltaan yksilöiden tai ryhmien välistä. Mallinnusmenetelmät eivät kuitenkaan vielä mahdollista tietoon [tietämykseen] liittyvien kaikkien ominaisuuksien mallintamista. Tietoliittymän malli koostuu kolmesta osasta, joista kaksi esitetään graafisessa muodossa ja yksi taulukkona. Mallia voidaan käyttää itsenäisesti tai osana yritysarkkitehtuuria. Teollisessa palveluliiketoiminnassa sekä tietoliittymän mallinnusmenetelmä että sillä luotu malli voivat auttaa konepajateollisuuden yritystä ymmärtämään yrityksen kehittämistarpeet ja -kohteet, kun se haluaa palvelujen tuottamisella suuremman roolin asiakasyrityksen liiketoiminnassa. Tietoliittymän mallia voidaan käyttää apuna organisaation tietovarannon ja tietämyksen mallintamisessa sekä hallinnassa ja näin pyrkiä yhdistämään ne yrityksen strategiaa palvelevaksi kokonaisuudeksi. Tietoliittymän mallinnus tarjoaa tietojohtamisen kauppatieteelliselle tutkimukselle menetelmällisyyden tutkia innovaatioiden hallintaa sekä organisaation uudistumiskykyä. Kumpikin tutkimusalue tarvitsevat tarkempaa tietoa ja mahdollisuuksia hallita tietovirtoja, tiedon vaihtoa sekä organisaation tietovarannon käyttöä.

Workplace adjustment of an expatriate manager: identifying key components from a social capital perspective

Perustaen tutkimuksen kansainvälisen sopeutumisen teoreettiselle rungolle täydentäen sitä sosiaalisen pääoman teorialla, tämä tutkielma tutkii kuinka johtoasemassa oleva ulkosuomalainen luo hyvin toimivan sosiaalisen verkoston hong kongilaisella työpaikallansa. Tutkielma lähestyy aihetta Nahapietin ja Ghoshalin (1998) kehittämän sosiaalisen pääoman kolmen ulottuvuuden mallin avulla. Tutkielmassa kirjallisuudesta haettua teoriaa käytetään tutkimustavarten tehtyjen haastattelujen analysointiapuna. Tutkimalla sosiaalista pääomaa, kansainvälisen sopeutumisen kirjallisuutta, ekspatriootin perinteisiä menestystekijöitä ja guanxia (kiinalaisten henkilökohtaisia siteitä) tämän tutkimuksen teoriaosuus implikoi, että sosiaalisella pääomalla tulisi olla täydentävä rooli kansainvälisen sopeutumisen kirjallisuudessa. Sosiaalisen pääoman kolmen ulottuvuuden mallia käytetään pohjana empiirisen datan analysointiin. Tutkielman empiiriset tulokset osoittavat, että työpaikan sosiaaliseen verkostoon sopeutuminen liittyy exspatriootin kykyyn käsitellä estäviä ja mahdollistajia sosiaalisen pääoman luontiin vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi sopeutuminen vaatii exspatriootin tunnistavan kohdemaalle tyypillisiä exspatriootin menestystekijöitä ja ekspatriootinomia tärkeitä henkilökohtaisia ominaisuuksia.