High-Speed Solid-Rotor Induction Machine – Electromagnetic Calculation and Design

Within the latest decade high-speed motor technology has been increasingly commonly applied within the range of medium and large power. More particularly, applications like such involved with gas movement and compression seem to be the most important area in which high-speed machines are used. In manufacturing the induction motor rotor core of one single piece of steel it is possible to achieve an extremely rigid rotor construction for the high-speed motor. In a mechanical sense, the solid rotor may be the best possible rotor construction. Unfortunately, the electromagnetic properties of a solid rotor are poorer than the properties of the traditional laminated rotor of an induction motor. This thesis analyses methods for improving the electromagnetic properties of a solid-rotor induction machine. The slip of the solid rotor is reduced notably if the solid rotor is axially slitted. The slitting patterns of the solid rotor are examined. It is shown how the slitting parameters affect the produced torque. Methods for decreasing the harmonic eddy currents on the surface of the rotor are also examined. The motivation for this is to improve the efficiency of the motor to reach the efficiency standard of a laminated rotor induction motor. To carry out these research tasks the finite element analysis is used. An analytical calculation of solid rotors based on the multi-layer transfer-matrix method is developed especially for the calculation of axially slitted solid rotors equipped with wellconducting end rings. The calculation results are verified by using the finite element analysis and laboratory measurements. The prototype motors of 250 – 300 kW and 140 Hz were tested to verify the results. Utilization factor data are given for several other prototypes the largest of which delivers 1000 kW at 12000 min-1.

Enhancement of ultrafiltration process by pretreatment in recovery of hemicelluloses from wood extracts

Hemicelluloses are potential raw material for several items produced in future wood-based biorefineries. One possible method for recovering hemicelluloses from wood extracts is ultrafiltration (UF). However, low filtration capacities and severe fouling restrict the use of tight UF membranes in the treatment of wood extracts. The lack of suitable commercial membranes creates a need for pretreatment which would decrease fouling and increase the filtration capacity. This thesis focuses on the evaluation of the possibility to improve the filtration capacity and decrease fouling with the pretreatment of wood extracts. Methods which remove harmful compounds and methods which degrade them are studied, as well as combinations of the methods. The tested pretreatments have an influence on both the concentration of different compounds and the molecular mass distribution of the compounds in the extract. This study revealed that in addition to which kind of compounds were removed, also the change in molecular size distribution affected the filtration capacity significantly. It was shown that the most harmful compounds for the filtration capacity of the hydrophobic 5 kDa membrane were the ones capable of permeating the membrane and fouling also the inner membrane structure. Naturally, the size of the most harmful compounds depends on the used UF membrane and is thus case-specific. However, in the choice of the pretreatment method, the focus should be on the removal of harmful compound sizes rather than merely on the total amount of removed foulants. The results proved that filtration capacity can be increased with both adsorptive and oxidative pretreatments even by hundreds of per cents. For instance, the use of XAD7 and XAD16 adsorbents increased the average flux in the UF of a birch extract from nearly zero to 107 kg/(m2h) and 175 kg/(m2h), respectively. In the treatment of a spruce extract, oxidation by pulsed corona discharge (PCD) increased the flux in UF from 46 kg/(m2h) to 158 kg/(m2h). Moreover, when a birch extract batch was treated with laccase enzyme, the flux in UF increased from 15 kg/(m2h) to 36 kg/(m2h). However, fouling was decreased only by adsorptive pretreatment while oxidative methods had a negligible or even negative impact on it. This demonstrates that filtration capacity and fouling are affected by different compounds and mechanisms. The results of this thesis show that filtration capacity can be improved and fouling decreased through appropriate pretreatment. However, the choice of the best possible pretreatment is case-specific and depends on the wood extract and the membrane used. Finding the best option requires information on the extract content and membrane characteristics as well as on the filtration performance of the membrane in the prevailing conditions and a multivariate approach. On the basis of this study, it can be roughly concluded that adsorptive pretreatment improves the filtration capacity and decreases fouling rather reliably, but it may lead to significant hemicellulose losses. Oxidation reduces the loss of valuable hemicelluloses and could improve the filtration capacity, but fouling challenges may remain. Combining oxidation with adsorptive pretreatment was not a solution for avoiding hemicellulose losses in the tested cases.

Medication competence of nursing students in Finland

Lääkehoidon turvallinen toteuttaminen edellyttää sairaanhoitajalta hyvää lääkehoidon osaamisperustaa. Sairaanhoitajakoulutuksen tehtävänä on mahdollistaa tämän osaamisen kehittyminen. Kansainvälisissä tutkimuksissa on kuitenkin osoitettu, että lääkehoidon opetuksen laajuudessa, sisällössä ja toteutuksessa on vaihtelevuutta. Aikaisemmissa tutkimuksissa on raportoitu myös puutteita lääkehoidon osaamisessa sekä sairaanhoitajilla että sairaanhoitajaopiskelijoilla. Koulutuksen ja lääkehoidon osaamisen kehittämiseksi lääkehoidon opetuksen ja sairaanhoitajaopiskelijoiden lääkehoidon osaamisen monipuolinen arviointi ja osaamista selittävien tekijöiden tarkastelu on tarpeen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli i) arvioida lääkehoidon opetusta suomalaisessa sairaanhoitajakoulutuksessa, ii) arvioida sairaanhoitajaopiskelijoiden lääkehoidon osaamista sekä iii) tunnistaa sairaanhoitajaopiskelijan lääkehoidon osaamiseen yhteydessä olevat tekijät. Tutkimus toteutettiin kolmessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kahden integroidun kirjallisuuskatsauksen kautta määriteltiin tutkimuksen kohteena oleva sairaanhoitajan lääkehoidon osaaminen ja aiemmin tunnistetut sairaanhoitajaopiskelijan lääkehoidon osaamiseen yhteydessä olevat tekijät. Toisessa vaiheessa toteutettiin valtakunnallinen lääkehoidon opetukseen liittyvä kysely hoitotyön koulutusohjelmasta vastaaville koulutuspäälliköille (n=22) ja opettajille (n=136). Tutkimuksen kolmannessa vaiheessa opintojensa alku‐ (n=328) ja loppuvaiheessa olevien sairaanhoitajaopiskelijoiden (n=338) lääkehoidon osaaminen arvioitiin ja osaamiseen yhteydessä olevat tekijät tunnistettiin. Aineistojen analyysissä käytettiin pääosin tilastollisia menetelmiä. Tulosten perusteella lääkehoidon opetuksen laajuus vaihteli eri ammattikorkeakouluissa, mutta opetuksen sisältö oli kuitenkin monipuolista. Lisää huomiota tulisi kiinnittää lääkehoidon teoreettiseen perustaan ja itsehoitoon sekä lääkehoidon ohjaukseen liittyviin sisältöalueisiin. Opiskelijoiden lääkehoidon osaamista arvioitiin säännöllisesti kaikissa ammattikorkeakouluissa. Sairaanhoitajaopiskelijan lääkehoidon osaamista arvioitiin tutkimuksessa tietotestillä, lääkelaskentatehtävillä ja lyhyiden potilastapausten ratkaisemisen avulla. Lääkehoidon osaamiseen yhteydessä olevia tekijöitä tarkasteltiin kolmesta näkökulmasta: 1) yksilölliset tekijät, 2) kliiniseen oppimisympäristöön ja 3) ammattikorkeakouluun liittyvät tekijät. Lääkehoidon teoreettista osaamista arvioivassa tietotestissä opiskelijat vastasivat keskimäärin 72 prosenttiin kysymyksistä täysin oikein; lääkelaskuista täysin oikein oli 74 % ja potilastapauksissa 57 % valitsi parhaan mahdollisen toimintatavan. Tulosten perusteella sairaanhoitajaopiskelijan osaamista selittivät eniten yksilölliset tekijät. Lääkehoidon osaamiseen yhteydessä olevien tekijöiden välillä oli eroa opintojen alussa ja lopussa. Opintojen alkuvaiheessa opiskelijan aikaisempi opintomenestys oli yhteydessä lääkehoidon osaamiseen, kun taas opintojen loppuvaiheessa siihen olivat yhteydessä opiskelijan kyky itseohjautuvaan oppimiseen sekä opiskelumotivaatio. Johtopäätöksenä voidaan todeta tutkimuksen tulosten olevan samansuuntaisia kuin aikaisemmissa tutkimuksissa. Lääkehoidon opetuksen laajuus vaihtelee opetussuunnitelmatasolla, mutta täsmällinen arviointi on vaikeaa opetuksen sisältöjen integroimisen takia. Sairaanhoitajaopiskelijoiden lääkehoidon osaaminen oli hieman parempaa kuin aikaisemmissa tutkimuksissa, mutta osaamisessa on edelleen puutteita. Lääkehoidon opetuksen ja osaamisen kehittäminen edellyttää kansallista ja kansainvälistä tutkimus‐ ja kehittämisyhteistyötä. Tutkimuksen tulokset tukevat lääkehoidon opetuksen sekä osaamisen tutkimusta ja kehittämistä.

The Development of Public Finances and Role of Fiscal Constraints in a Monetary Union: Example eurozone

This thesis is about the development of public debt and deficit in the eurozone, which has been in the center of attention for much of the new millennium. The debt-to-GDP and deficit-to-GDP ratios have changed significantly during the period of the European monetary integration, with sharp increases in the levels since the beginning of the financial crisis. We view the levels both before and after the establishment of the European Central Bank. The subject is complemented by a study of the restrictions on fiscal policy in the eurozone. The thesis begins with a review of the most central agreements in the Economic and Monetary Union, namely the Maastricht Treaty, the Stability and Growth Pact and the Fiscal Compact. We study the instructions and requirements provided by these contracts, with the emphasis being on the debt and deficit values. Furthermore, we view two theories that aim to provide us with information, whether the fiscal restrictions are useful or not. The second and empirical part consists of review on the debt and deficit levels in practice. We take a close look on the values for each of the currency union members. The third and last part summarizes the findings, and analyzes the reasons behind the changes. The result of the thesis is, that even though the levels of public debt and deficit have worsened since the beginning of the financial crisis, tight rules on fiscal policy might not be the best possible solution. Private sector has played a crucial part in the increase of the debt levels, and tight rules have their impact on the long awaited economic growth in the eurozone. It is obvious, though, that some form of fiscal guidelines with scientific ground are needed in order to avoid excessive and harmful debt and deficit levels. The main task is to make these guidelines a more essential part of the fiscal policy in each of the member countries.