Cooling system optimization in medium-speed engines

Tässä työssä optimoidaan keskinopean Wärtsilä 32 -dieselmoottorin jäähdytysjärjestelmää ja tutkitaan taajuusmuuttajien käyttömahdollisuutta kiertopumppujen yhteydessä niin, että järjestelmässä saataisiin kiertämään vain kulloinkin tarvittava määrä vettä. Tutkimuksen mallinnus on toteutettu laatimalla aiemmin käytössä olleista yksinkertaisista simulointimalleista yksi malli, johon on sisällytetty sekä virtauksen että lämmönsiirron laskenta, jotka on aiemmin mallinnettu erillisillä ohjelmilla. Diplomityö on osa projektia, joka on tehty Sähkötekniikan osaston tutkijan Mikko Pääkkösen kanssa yhteistyössä. Tämän diplomityö keskittyy lähinnä virtausteknisiin ja lämmönsiirtoon liittyviin asioihin, kun taas sähkötekniikan osuus on esitetty Mikko Pääkkösen raportissa. Tulosten perustella voidaan sanoa, että taajuusmuuttajakäyttö kannattaa kiertopumppujen yhteydessä. Käyttämällä pumppujen virtaussäätöä voidaan jäähdytysjärjestelmästä jättää monia komponentteja, kuten termostaattiventtiilejä pois. Mallinnetut yksinkertaiset piiriratkaisut näyttävät toimivan ainakin yleisellä tasolla. Tutkimusta pumppujen säädöstä ja tässä projektissa luoduista jäähdytysjärjestelmäkonfiguraatioista kannattaa jatkaa.

Método para a correção da distorção de imagens obtidas por videofluoroscopia

OBJETIVO: Operacionalizar um protocolo para a correção de imagens obtidas por videofluoroscopia a partir de um modelo matemático descrito por Baltzopoulos (1995) e avaliar a magnitude do erro pelos métodos de calibração linear e não linear. MATERIAIS E MÉTODOS: As imagens foram obtidas por meio de um videofluoroscópio da marca Axion Siemens Iconos R100 de um indivíduo realizando exercício de extensão de joelho. Para a correção das imagens foi utilizado padrão de calibração não-linear. O processamento dos dados foi realizado em placa de captura da marca Silicon Graphics 320 e posteriormente analisado em um "software" Matlab. RESULTADOS: Para demonstrar a aplicabilidade do método foi avaliada a deformação do ligamento patelar. A utilização do padrão de calibração linear produziu um erro máximo de 0,086 mm, enquanto o padrão de calibração não linear atingiu um valor máximo de 0,019 mm. Já com relação ao erro médio, a calibração linear atingiu o valor de 0,024 mm, e a não linear apresentou um valor de 0,007 mm. CONCLUSÃO: Os resultados evidenciam a necessidade de utilização de um procedimento de calibração não linear.

Electric energy recovery system for a hydraulic forklift

This thesis studies the possibilities to recover energy in a hydraulic forklift system. Controlling of the system is done directly with an electric servo motor drive and a hydraulic pump. A real system was built and tested and simulations of the system were made with Matlab. Results of the system and simulations were analysed and compared and according to them, energy can be recovered efficiently from the hydraulic forklift system. Also new ideas and directions of further research were obtained with the help of this research.

Use of Statistical Methods in Demand Planning

In a very volatile industry of high technology it is of utmost importance to accurately forecast customers’ demand. However, statistical forecasting of sales, especially in heavily competitive electronics product business, has always been a challenging task due to very high variation in demand and very short product life cycles of products. The purpose of this thesis is to validate if statistical methods can be applied to forecasting sales of short life cycle electronics products and provide a feasible framework for implementing statistical forecasting in the environment of the case company. Two different approaches have been developed for forecasting on short and medium term and long term horizons. Both models are based on decomposition models, but differ in interpretation of the model residuals. For long term horizons residuals are assumed to represent white noise, whereas for short and medium term forecasting horizon residuals are modeled using statistical forecasting methods. Implementation of both approaches is performed in Matlab. Modeling results have shown that different markets exhibit different demand patterns and therefore different analytical approaches are appropriate for modeling demand in these markets. Moreover, the outcomes of modeling imply that statistical forecasting can not be handled separately from judgmental forecasting, but should be perceived only as a basis for judgmental forecasting activities. Based on modeling results recommendations for further deployment of statistical methods in sales forecasting of the case company are developed.

Jätevesipumpun jalustan värähtelytutkimus

Tässä insinöörityössä tutkittiin jätevesipumpun runkokokojen 66 ja 70 jalustaa. Grundfos Environment Finlandilla on kolme erilaista pumpunkiinnitystapaa. Tässä työssä perehdyttiin 3-version jalustaan. Moottori on kiinni pystysuorassa asennossa kolmijalan päällä. Työn tarkoituksena oli analysoida jätevesipumpun jalustaa. Jalustaa tutkittiin aluksi kokeellisesti etsimällä jalustan ominaistaajuudet. Ominaistaajuudet selvitettiin värähtelymittauksen avulla sekä simuloinnilla. Jalustaa haluttiin saada jäykemmäksi, jotta pumppu ei tärisisi niin paljoa. Samalla tarkasteltiin myös ominaistaajuuksien muutoksia. Työn alussa pumpun kokoonpano rakennettiin ja asennettiin kiihtyvyysanturit paikalle. Testeissä saatiin sopivaa dataa analysointia varten. MatLab-ohjelmalla datasta saatiin kiihtyvyyskäyrä sekä tehospektri. Testien avulla saadut tiedot käytettiin hyväksi suunniteltaessa uutta rakennetta jalustalle. Työn tarkoituksena oli löytää parempi rakenne jalustalle, jotta tärinää saataisiin pienennettyä. Uutta jalustaa ei valmistettu, vaan asia todistetaan FEM -laskennalla.

Developing of the Variable Speed Drive -control in simulated parallel pumping systems

This thesis presents briefly the basic operation and use of centrifugal pumps and parallel pumping applications. The characteristics of parallel pumping applications are compared to circuitry, in order to search analogy between these technical fields. The purpose of studying circuitry is to find out if common software tools for solving circuit performance could be used to observe parallel pumping applications. The empirical part of the thesis introduces a simulation environment for parallel pumping systems, which is based on circuit components of Matlab Simulink —software. The created simulation environment ensures the observation of variable speed controlled parallel pumping systems in case of different controlling methods. The introduced simulation environment was evaluated by building a simulation model for actual parallel pumping system at Lappeenranta University of Technology. The simulated performance of the parallel pumps was compared to measured values of the actual system. The gathered information shows, that if the initial data of the system and pump perfonnance is adequate, the circuitry based simulation environment can be exploited to observe parallel pumping systems. The introduced simulation environment can represent the actual operation of parallel pumps in reasonably accuracy. There by the circuitry based simulation can be used as a researching tool to develop new controlling ways for parallel pumps.

Susceptibility weighted imaging: differentiating between calcification and hemosiderin

Objective:To present a detailed explanation on the processing of magnetic susceptibility weighted imaging (SWI), demonstrating the effects of echo time and sensitive mask on the differentiation between calcification and hemosiderin.Materials and Methods:Computed tomography and magnetic resonance (magnitude and phase) images of six patients (age range 41– 54 years; four men) were retrospectively selected. The SWI images processing was performed using the Matlab’s own routine.Results:Four out of the six patients showed calcifications at computed tomography images and their SWI images demonstrated hyperintense signal at the calcification regions. The other patients did not show any calcifications at computed tomography, and SWI revealed the presence of hemosiderin deposits with hypointense signal.Conclusion:The selection of echo time and of the mask may change all the information on SWI images, and compromise the diagnostic reliability. Amongst the possible masks, the authors highlight that the sigmoid mask allows for contrasting calcifications and hemosiderin on a single SWI image.

Fischer-Tropsch Slurry Bubble Column Reactor Modeling

The literature part of the work reviews overall Fischer-Tropsch process, Fischer-Tropsch reactors and catalysts. Fundamentals of Fischer-Tropsch modeling are also presented. The emphasis is on the reactor unit. Comparison of the reactors and the catalysts is carried out to choose the suitable reactor setup for the modeling work. The effects of the operation conditions are also investigated. Slurry bubble column reactor model operating with cobalt catalyst is developed by taking into account the mass transfer of the reacting components (CO and H2) and the consumption of the reactants in the liquid phase. The effect of hydrostatic pressure and the change in total mole flow rate in gas phase are taken into account in calculation of the solubilities. The hydrodynamics, reaction kinetics and product composition are determined according to literature. The cooling system and furthermore the required heat transfer area and number of cooling tubes are also determined. The model is implemented in Matlab software. Commercial scale reactor setup is modeled and the behavior of the model is investigated. The possible inaccuraries are evaluated and the suggestions for the future work are presented. The model is also integrated to Aspen Plus process simulation software, which enables the usage of the model in more extensive Fischer-Tropsch process simulations. Commercial scale reactor of diameter of 7 m and height of 30 m was modeled. The capacity of the reactor was calculated to be about 9 800 barrels/day with CO conversion of 75 %. The behavior of the model was realistic and results were in the right range. The highest uncertainty to model was estimated to be caused by the determination of the kinetic rate.

Tuulivoimakäytön simulointityökalun käyttöliittymän kehittäminen

Tämä diplomityö käsittelee tuulivoimakäytön simulointia. Tuuligeneraattoreiden yleisimpiä konsepteja tarkastellaan sekä konseptien markkinaosuudet esitetään. Työssä käsitellään tuulivoimakäytön simulointiohjelmistoja, ja esitellään Matlab/Simulink-ohjelmistolla kehitetyn simulointityökalun käyttöliittymä. Käyttöliittymää analysoidaan syvällisemmin kuvaamalla sen kehitykseen liittyneitä vaiheita ja toiminnallisuuden kannalta tehtyjä ratkaisuja. Kehitetystä simulointityökalusta esitetään käyttötapausanalyysi.

Quimiometria I: calibração multivariada, um tutorial

The aim of this work is to present a tutorial on Multivariate Calibration, a tool which is nowadays necessary in basically most laboratories but very often misused. The basic concepts of preprocessing, principal component analysis (PCA), principal component regression (PCR) and partial least squares (PLS) are given. The two basic steps on any calibration procedure: model building and validation are fully discussed. The concepts of cross validation (to determine the number of factors to be used in the model), leverage and studentized residuals (to detect outliers) for the validation step are given. The whole calibration procedure is illustrated using spectra recorded for ternary mixtures of 2,4,6 trinitrophenolate, 2,4 dinitrophenolate and 2,5 dinitrophenolate followed by the concentration prediction of these three chemical species during a diffusion experiment through a hydrophobic liquid membrane. MATLAB software is used for numerical calculations. Most of the commands for the analysis are provided in order to allow a non-specialist to follow step by step the analysis.

Utilização de filtro de transformada de fourier para a minimização de ruídos em sinais analíticos

Instrumental data always present some noise. The analytical data information and instrumental noise generally has different frequencies. Thus is possible to remove the noise using a digital filter based on Fourier transform and inverse Fourier transform. This procedure enhance the signal/noise ratio and consecutively increase the detection limits on instrumental analysis. The basic principle of Fourier transform filter with modifications implemented to improve its performance is presented. A numerical example, as well as a real voltammetric example are showed to demonstrate the Fourier transform filter implementation. The programs to perform the Fourier transform filter, in Matlab and Visual Basic languages, are included as appendices

Höyry- ja kaasuturbiinin mallintaminen prosessisimulointiohjelmaan

Tässä diplomityössä on mallinnettu höyry- ja kaasuturbiini Balas -prosessisimulointi-ohjelmaan. Balas on Valtion Teknillisen Tutkimuskeskuksen kehittämä simulointiohjelma, erityisesti paperi- ja selluteollisuuden prosessien staattiseen simulointiin. Työn tavoitteena on kehittää simulointimallit höyry- ja kaasuturbiinille, sekä tutkia niiden toimivuutta vertaamalla simulointeja mittaus- ja mitoitustietoihin. Työssä on muodostettu matemaattiset mallit höyryturbiinille, höyryturbiinin säätövyöhykkeelle sekä höyryturbiinin off-design laskennalle. Kaasuturbiinille muodostettiin toimintakäyrät, joiden avulla tarkastellaan sen toimintaa off-design tilanteessa. Komponentit mallinnettiin diplomityövaiheessa Matlab-ympäristöön, josta ne siirretään Balasiin erillisessä työvaiheessa. Malleissa on kiinnitetty huomiota erityisesti niiden helppokäyttöisyyteen ja monipuolisuuteen. Höyryturbiinimalleja testattiin simuloimalla erään paperitehtaan yhteydessä toimivan voimalaitoksen vastapaineturbiini säätövyöhykkeineen ja vertaamalla simulointituloksia tehtaan mittaustietoihin. Kaasuturbiinimallia testattiin vertaamalla GE Power MS 7001 kaasuturbiinin mitoitustietoja vastaavilla parametreilla simuloituun tapaukseen.

Clasificación automática de textos y explotación BI

El presente proyecto tiene como objetivo desarrollar una tecnología que permita codificar grandes cantidades de texto de manera automática para posteriormente ser visualizada y analizada mediante una aplicación diseñada en Qlikview. El motor de la investigación e implementación de este proyecto se ha encontrado en la incipiente presencia de tecnologías informáticas en los procesos de codificación para ciencias políticas. De esta manera, el programa creado tiene como objetivo automatizar un proceso que se desarrolla comúnmente de manera manual y, por ende, las ventajas de introducir técnicas informáticas son notablemente valiosas. Estas automatizaciones permiten ahorrar tanto en tiempo de codificación, como en recursos económicos o humanos. Se ha elaborado una revisión teórica y metodológica que han servido como instrumentos de estudio y mejora, con el firme propósito de reducir al máximo el margen de error y ofrecer un instrumento de calidad con salida de mercado real. El método de clasificación utilizado ha sido Bayes, y se ha implementado utilizando Matlab. Los resultados de la clasificación han llegado a índices del 99.2%. En la visualización y análisis mediante Qlikview se pueden modificar los parámetros referentes a partido político, año, categoría o región, con lo que se permite analizar numerosos aspectos relacionados con la distribución de las palabras repartidas entre las diferentes categorías y en el tiempo.

Protocolo de comunicación trabajador-robot mediante imágenes

La idea del proyecto viene del concepto de “fábricas del futuro”, donde las barreras entre robots y humanos se rompen para que la colaboración entre ambos sea como en un equipo. Para la realización de este proyecto se ha utilizado el brazo robótico IRB120 de la marca ABB de 6 Grados de libertad, Matlab y el software Robot Studio. El Objetivo principal de este proyecto es establecer el protocolo de comunicación trabajador-robot mediante imágenes. El trabajador debería poder controlar el robot mediante dibujos realizados en la mesa de trabajo. En el desarrollo de la comunicación trabajador-robot cabe distinguir tres partes: · El análisis y tratamiento de imágenes para el cual se ha utilizado el software Matlab. · Transmisión de los datos desde Matlab al robot. · Programación de las acciones a realizar por el robot mediante el software “Robot Studio”. Con el protocolo de comunicación desarrollado y las imágenes realizadas por el trabajador el robot es capaz de detectar lo siguiente: · la herramienta que debe utilizar (rotulador, boli o ventosa) · si lo que tiene que dibujar en la mesa de trabajo son puntos o trazo continuo. · la localización de los puntos o del trazo continuo en la mesa de trabajo. Se ha alcanzado el objetivo propuesto con éxito, el protocolo de comunicación trabajador-robot mediante imágenes ha sido establecido. Mediante el análisis y tratamiento de imágenes se puede conseguir la información necesaria para que el robot pueda ejecutar las acciones requeridas por el trabajador.

Estudo comparativo sobre filtragem de sinais instrumentais usando transformadas de Fourier e Wavelet

A comparative study of the Fourier (FT) and the wavelet transforms (WT) for instrumental signal denoising is presented. The basic principles of wavelet theory are described in a succinct and simplified manner. For illustration, FT and WT are used to filter UV-VIS and plasma emission spectra using MATLAB software for computation. Results show that FT and WT filters are comparable when the signal does not display sharp peaks (UV-VIS spectra), but the WT yields a better filtering when the filling factor of the signal is small (plasma spectra), since it causes low peak distortion.