Dynamic Model of a Small Once-Through Boiler

In this study, a model for the unsteady dynamic behaviour of a once-through counter flow boiler that uses an organic working fluid is presented. The boiler is a compact waste-heat boiler without a furnace and it has a preheater, a vaporiser and a superheater. The relative lengths of the boiler parts vary with the operating conditions since they are all parts of a single tube. The present research is a part of a study on the unsteady dynamics of an organic Rankine cycle power plant and it will be a part of a dynamic process model. The boiler model is presented using a selected example case that uses toluene as the process fluid and flue gas from natural gas combustion as the heat source. The dynamic behaviour of the boiler means transition from the steady initial state towards another steady state that corresponds to the changed process conditions. The solution method chosen was to find such a pressure of the process fluid that the mass of the process fluid in the boiler equals the mass calculated using the mass flows into and out of the boiler during a time step, using the finite difference method. A special method of fast calculation of the thermal properties has been used, because most of the calculation time is spent in calculating the fluid properties. The boiler was divided into elements. The values of the thermodynamic properties and mass flows were calculated in the nodes that connect the elements. Dynamic behaviour was limited to the process fluid and tube wall, and the heat source was regarded as to be steady. The elements that connect the preheater to thevaporiser and the vaporiser to the superheater were treated in a special way that takes into account a flexible change from one part to the other. The model consists of the calculation of the steady state initial distribution of the variables in the nodes, and the calculation of these nodal values in a dynamic state. The initial state of the boiler was received from a steady process model that isnot a part of the boiler model. The known boundary values that may vary during the dynamic calculation were the inlet temperature and mass flow rates of both the heat source and the process fluid. A brief examination of the oscillation around a steady state, the so-called Ledinegg instability, was done. This examination showed that the pressure drop in the boiler is a third degree polynomial of the mass flow rate, and the stability criterion is a second degree polynomial of the enthalpy change in the preheater. The numerical examination showed that oscillations did not exist in the example case. The dynamic boiler model was analysed for linear and step changes of the entering fluid temperatures and flow rates.The problem for verifying the correctness of the achieved results was that there was no possibility o compare them with measurements. This is why the only way was to determine whether the obtained results were intuitively reasonable and the results changed logically when the boundary conditions were changed. The numerical stability was checked in a test run in which there was no change in input values. The differences compared with the initial values were so small that the effects of numerical oscillations were negligible. The heat source side tests showed that the model gives results that are logical in the directions of the changes, and the order of magnitude of the timescale of changes is also as expected. The results of the tests on the process fluid side showed that the model gives reasonable results both on the temperature changes that cause small alterations in the process state and on mass flow rate changes causing very great alterations. The test runs showed that the dynamic model has no problems in calculating cases in which temperature of the entering heat source suddenly goes below that of the tube wall or the process fluid.

Maturação dos cachos da videira 'Rubi' quando submetida a diferentes épocas de anelamento do tronco

O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito do anelamento do tronco realizado em diferentes épocas, sobre a antecipação da maturação dos cachos da videira 'Rubi', na região noroeste do Paraná. Foram estudados os seguintes tratamentos: testemunha sem anelamento; anelamento com 5-6ºBrix de sólidos solúveis totais (SST) no suco das bagas; anelamento com 7-8ºBrix de SST no suco das bagas, e anelamento com 9-10ºBrix de SST no suco das bagas. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro tratamentos e cinco repetições, sendo cada parcela composta por uma planta. O anelamento consistiu na remoção de uma porção da casca do tronco, de aproximadamente 3-4 mm de largura, utilizando-se de um incisor de lâmina dupla, a uma altura de 1,5 m do solo. Foram avaliados semanalmente, a partir da instalação do experimento, o teor de SST e a acidez titulável (AT) do suco. Por ocasião da colheita, compararam-se o peso e o comprimento dos cachos, e o peso, a largura e o comprimento das bagas. Para a estimativa do período ótimo para maturação de cada tratamento, empregou-se análise de regressão, tendo como parâmetro a relação SST/AT = 20. O maior período de antecipação da maturação em relação à testemunha sem anelamento foi obtido quando o suco das bagas apresentava teor de SST entre 5-6ºBrix, ou seja, 8 dias. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos quanto às características físicas dos cachos e das bagas.

Empirical models for predicting the production of wild mushrooms in Scots pine (Pinus sylvestris L.) forests in the Central Pyrenees

Mushroom picking has become a widespread autumn recreational activity in the Central Pyrenees and other regions of Spain. Predictive models that relate mushroom production or fungal species richness with forest stand and site characteristics are not available. This study used mushroom production data from 24 Scots pine plots over 3 years to develop a predictive model that could facilitate forest management decisions when comparing silvicultural options in terms of mushroom production. Mixed modelling was used to model the dependence of mushroom production on stand and site factors. The results showed that productions were greatest when stand basal area was approximately 20 m2 ha-1. Increasing elevation and northern aspect increased total mushroom production as well as the production of edible and marketed mushrooms. Increasing slope decreased productions. Marketed Lactarius spp., the most important group collected in the region, showed similar relationships. The annual variation in mushroom production correlated with autumn rainfall. Mushroom species richness was highest when the total production was highest.

Utilização de substrato composto por resíduos da agroindústria canavieira para produção de mudas de maracujazeiro-amarelo

Um substrato composto por resíduos da agroindústria canavieira vem sendo utilizado com êxito para a produção de mudas de algumas espécies frutíferas e florestais. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso deste substrato comparando-o com outros recomendados para a produção de mudas de maracujazeiro-amarelo. Foram avaliados sete substratos: 1- Bagaço de cana + torta de filtro (3:2; v:v); 2- Bagaço de cana + torta de filtro (3:2; v:v) + pulverização foliar semanal com NPK; 3- Bagaço de cana + torta de filtro (3:2; v:v) + 7,3 kg m-3 de Osmocote® (14-14-14); 4- Plantmax®; 5- Plantmax® + pulverização foliar semanal com NPK; 6- Plantmax® + 7,3 kg m-3 Osmocote® (14-14-14), e 7- Areia + esterco bovino + vermiculita (1:1:1; v:v:v) + NPK. De modo geral, as mudas cultivadas no substrato composto por resíduos da agroindústria canavieira e no substrato comercial, ambos fertilizados com adubo de liberação lenta, foram as que apresentaram melhor estado nutricional, comprovado pelos teores de nutrientes associados ao ótimo crescimento. Portanto, o substrato composto pela mistura bagaço de cana e torta de filtro (3:2; v:v) fertilizado com 7,3 kg m-3 de Osmocote® (14-14-14) pode ser utilizado para a produção de mudas de maracujazeiro-amarelo.

Lujan teräksen hyödyntäminen taittopuomissa

Työn päätavoitteena on ennakkoluulottomasti etsiä uudenlaista ratkaisua Mantsinen -lastausnosturin taittopuomiin ja pyrkiä löytämään kevyempi tarkoitukseen sopiva rakenne hyödyntämällä lujia teräksiä. Työ painottuu eri ratkaisuvaihtoehtojen kartoittamiseen ja niiden arviointiin elementtimenetelmää hyödyntäen. Arvioinnissa painotettiin tarkoituksen mukaisuutta ja väsymiskestävyyttä. Tutkimus suoritetaan vertailemalla vanhaa ja uutta ratkaisua keskenään. Työssä havaittiin, että ottamalla huomioon hitsattujen lujien terästen väsymisominaisuudet jo suunnittelussa, voidaan saada aikaan kevyempiä ja väsymisen kannalta kestävämpiä ratkaisuja.

Functional testing in TETRA system

Terrestrial Trunked Radio (TETRA) on moderni digitaalinen matkapuhelinjärjestelmän standardi, joka on suunniteltu täyttämään erityisesti viranomaisten vaativat tarpeet turvallisuuden ja luotettavuuden suhteen. Ohjelmiston testaus on tärkeä osa sen laadun takaamiseksi. Testaus on jaettu useisiin vaiheisiin ja se kattaa koko ohjelmiston elinkaaren: ohjelmiston kehittelystä alkaen asiakkaalle lähetettyyn valmiiseen tuotteeseen saakka. Toiminnallisuustestauksen suorittaa joko ohjelmiston suunnittelijat tai erillinen testausryhmä käyttäen Nokia TETRA-järjestelmän testauslaboratoriota. Testauksen tarkoituksena on varmistaa, että ohjelmisto, sen aliohjelmat ja ominaisuudet täyttävät niille annetut toiminnalliset ja laadulliset vaatimukset. Tämä diplomityö antaa yleiskuvan toiminnallisuustestausprosessista Nokia TETRA järjestelmän laboratoriossa. Se tarjoaa esimerkkitestitapauksen avulla kokonaiskuvan siitä, kuinka toiminnallisuustestausprosessi suoritetaan alusta loppuun.

Disc Filter External Models in an Integrated Simulation Environment

Työssä tutkittiin kiekkosuodattimeen liittyviä ulkoisia simulointimalleja integroidussa simulointiympäristössä. Työn tarkoituksena oli parantaa olemassa olevaa mekanistista kiekkosuodatinmallia. Malli laadittiin dynaamiseen paperiteollisuuden tarpeisiin tehtyyn simulaattoriin (APMS), jossa olevaan alkuperäiseen mekanistiseen malliin tehtiin ulkoinen lisämalli, joka käyttää hyväkseen kiekkosuodatinvalmistajan mittaustuloksia. Laitetiedon saatavuutta suodattimien käyttäjille parannettiin luomalla Internetissä sijaitsevalle palvelimelle kiekkosuodattimen laitetietomäärittelyt. Suodatinvalmistaja voi palvella asiakkaitaan viemällä laitetiedot palvelimelle ja yhdistämällä laitetiedon simulointimalliin. Tämä on mahdollista Internetin ylitse käytettävän integroidun simulointiympäristön avulla, jonka on tarkoitus kokonaisvaltaisesti yhdistää simulointi ja prosessisuunnittelu. Suunnittelijalle tarjotaan työkalut, joilla dynaaminen simulointi, tasesimulointi ja kaavioiden piirtäminen onnistuu prosessilaitetiedon ollessa saatavilla. Nämä työkalut on tarkoitus toteuttaa projektissa nimeltä Galleria, jossa luodaan prosessimalli- ja laitetietopalvelin Internetiin. Gallerian käyttöliittymän avulla prosessisuunnittelija voi käyttää erilaisia simulointiohjelmistoja ja niihin luotuja valmiita malleja, sekä saada käsiinsä ajan tasalla olevaa laitetietoa. Ulkoinen kiekkosuodatinmalli laskee suodosvirtaamat ja suodosten pitoisuudet likaiselle, kirkkaalle ja superkirkkaalle suodokselle. Mallin syöttöparametrit ovat kiekkojen pyörimisnopeus, sisään tulevan syötön pitoisuus, suotautuvuus (freeness) ja säätöparametri, jolla säädetään likaisen ja kirkkaan suodoksen keskinäinen suhde. Suotautuvuus kertoo mistä massasta on kyse. Mitä suurempi suotautuvuus on, sitä paremmin massa suodattuu ja sitä puhtaampia suodokset yleensä ovat. Mallin parametrit viritettiin regressioanalyysillä ja valmistajan palautetta apuna käyttäen. Käyttäjä voi valita haluaako hän käyttää ulkoista vai alkuperäistä mallia. Alkuperäinen malli täytyy ensin alustaa antamalla sille nominaaliset toimintapisteet virtaamille ja pitoisuuksille tietyllä pyörimisnopeudella. Ulkoisen mallin yhtälöitä voi käyttää alkuperäisen mallin alustamiseen, jos alkuperäinen malli toimii ulkoista paremmin. Ulkoista mallia voi käyttää myös ilman simulointiohjelmaa Galleria-palvelimelta käsin. Käyttäjälle avautuu näin mahdollisuus tarkastella kiekkosuodattimien parametreja ja nähdä suotautumistulokset oman työasemansa ääreltä mistä tahansa, kunhan Internetyhteys on olemassa. Työn tuloksena kiekkosuodattimien laitetiedon saatavuus käyttäjille parani ja alkuperäisen simulointimallin rajoituksia ja puutteita vähennettiin.

Kemikaalitaseen hallinta sellutehtaassa

Kun sellun tuotantomäärä kasvaa, niin klooridioksidin kulutus valkaisussa kasvaa. Ja kun klooridioksidin tuotanto kasvaa, niin sivutuotteena syntyvän hapansuolan määrä kasvaa. Hapansuolaa lisätään kemikaalikiertoon niin paljon kuin mahdollista ilman, että valkolipeän sulfiditeetille määritetty yläraja 38 % ylittyy. Rikin ja natriumin suhde hapansuolassa on huomattavasti suurempi kuin valkolipeässä, joten hapansuolan talteenotto lisää kemikaalikierron rikkipitoisuutta, jolloin myös sulfiditeetti kasvaa. Ylimääräinen hapansuola poistetaan jätevedenpuhdistamolle. Työssä lasketaan eri osastoilla käytettävien kemikaalien koostumuksia ja tuotantomääristä johtuvia muutoksia kemikaalikierrossa, joiden avulla lasketaan mm. kemikaalikierron sallima hapansuolan talteenottomäärä. Lisäksi tutustutaan erilaisiin vaihtoehtoihin, joilla hapansuolan poistamista jätevedenpuhdistamolle voitaisiin pienentää. Simuloidun lokakuun 2002 tuotannosta saatavilla arvoilla saatiin laskennalliseksi hapansuolan poistomääräksi 2115 tonnia, kun muodostuva kokonaismäärä oli 2545 tonnia.

New TTCN interfaces for WCDMA base station testing

WCDMA tukiasema (Node B) on osa UMTS-järjestelmän radioverkkoa. Node B on tärkeä verkkoelementti, jonka tarkoituksena on yhdistää mobiilikäyttäjät verkkoon. Telecom –ohjelmisto (TCOM SW) on vastuussa suuresta osasta Node B:n toiminnallisuutta. TCOM SW:n testaukseen käytetään paljon resursseja, jotta ohjelmiston oikeasta toiminnasta ja laadusta voidaan varmistua. System component testing on testausvaihe, jossa järjestelmän (Node B) osa (system component, tässä diplomityössä TCOM SW) testataan ennen sen integroimista muuhun järjestelmään. Tähän tarvitaan testityökalu ja testitapausten toteutus. Node B TTCN Tester (testeri) on työkalu, jota käytetään Node B:n ohjelmiston testauksessa. Testitapaukset toteutetaan TTCN-testinotaatiota käyttäen ja testataan testerin avulla. TCOM SW:n system component –testausvaihetta varten testeriin lisättiin uudet rajapinnat, joiden avulla voidaan simuloita Node B:n ATM-ohjelmistoa sekä WPA- ja WTR-yksiköitä. Tässä diplomityössä toteuttiin TTCN testitapaukset uusille rajapinnoille. Testitapaukset tekivät TCOM SW system component –testausvaiheen riippumattomaksi Node B:n ATM-ohjelmistosta sekä WPA- ja WTR-yksiköistä. Lisäksi TCOM SW:n toiminnan testaus näissä rajapinnoissa voidaan tästä lähtien tehdä automaattisesti. Testitapauksien toiminta varmistettiin testeriä käyttäen. Tulokset olivat hyviä, uudet testitapaukset ja TTCN rajapinnat toimivat oikein lisäten testauksen tehokkuutta.

Logistics in Pump Manufacturer's Spare Part Distribution Network

Tässä diplomityössä käsitellään pumppujen maailmanlaajuista varaosa-jakelua. Työn pääpaino on varaosien moniportaisen jakeluverkon toimitusketjun logistiikassa. Asiakaspalvelussa varaosien nopea saatavuus on ratkaisevassa asemassa, jotta asiakkaiden tehtaiden käynnissäpito voidaan turvata. Työn tavoitteena oli kehittää Ahlström Pumpuille uusi globaali toimintamalli varaosien jakeluun. Tämä uusi varaosien jakelumalli on kehitetty pääasiassa sopimusasiakkaille, jotka ovat halukkaita ulkoistamaan varaosatoimintonsa. Mallia sovelletaan käytäntöön varaosien jakelussa ensiksi Suomessa ja Ruotsissa. Myöhemmin on tarkoitus kopioida mallia myös muualle. Malli on pyritty rakentamaan siten, että siihen voidaan helposti liittää muita Ahlström Pumppujen tarjoamia palveluita. Työssä koottu materiaali perustuu pääasiassa haastatteluihin, palavereihin, erilaisiin sisäisiin raportteihin, kirjallisuuteen ja itsenäiseen selvitystyöhön. Työssä on myös tutustuttu kolmen eri yrityksen after-sales- ja varaosatoimintaan.

Kunnossapidosta aiheutuvien epäsuorien kustannusten, laatuvaikutusten ja tuotannon toteutumattomien tuottojen liiketaloudellinen vaikutus

Työn tavoitteena on selvittää välillisten kunnossapitokustannusten rakennetta, selkeyttää kunnossapitokonseptin myyntiä ja luoda benchmarking- työkalu kunnossapitoliiketoiminnan jatkuvaan kehittämiseen. Kunnossapidon palvelukonseptin tarjoamiseen liittyen tutkimuksessa kartoitetaan kunnossapidon asiakkaan näkemyksiä kunnossapidon vaikutuksista asiakkaan edustamassa organisaatiossa, jolloin voidaan saada työkaluja kunnossapitotuotteiden ja kunnossapitokonseptien edelleen kehittämiseksi paremmin asiakkaan tarpeita tyydyttävään suuntaan ja näin nostaa asiakkaan ostaman palvelun laatua ja saada tuotetuksi lisäarvoa asiakkaalle. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta kunnossapidon vaikutuksen yrityksen talouteen ja menestykseen olevan huomattava. Kun tarkastellaan kunnossapitoa vain välittömien kustannusten osalta, ei yrityksen toimintoja voida optimoida tehokkaimman mahdollisen toiminnan mahdollistavalla tavalla. Kunnossapito voidaan siis kehittää aidosti lisäarvoa tuottavaksi palveluksi, kun saadaan epäsuoria kustannuksia asteittain vähennetyksi.

Ydinvoimalaitoksen turbiinilaitoksen toiminnan ja kunnonvalvonnan nykytilan kuvaus ja kehittämismahdollisuuksien kartoitus sekä toteutus ja kannattavuusarviointi

Työssä selvitettiin Olkiluodon ydinvoimalaitoksen prosessiseurannassa nykyisin käytössä olevia järjestelmiä sekä tutkittiin prosessisimulointiohjelman käyttömahdollisuuksia osana prosessiseurantaa. Ensisijaisesti tutkittiin kuinka hyvin simulointimalli soveltuu pienien tehopoikkeamien havainnoimiseen. Simulointimalli rakennettiin Endat Oy:n kehittämällä Prosim-simulointiohjelmalla. Simulointimalli on tehty kahdelle eri prosessille. Erilliset mallit rakennettiin sekä vuoden 2003 vuosihuoltoa edeltäneelle prosessille, että vuosihuollossa lauhteen esilämmityksen osalta muutetulle prosessille. Simulointimallien toimintaa käytännössä testattiin suorittamalla simulointiajoja muutamilla prosessin muutostilanteilla ja vertailemalla muutostilanteiden mittapistedataa simulointiohjelman laskemiin tuloksiin. Simulointimallin suurimmat poikkeamat mittapistedataan verrattuna todettiin turbiinilaitoksen korkeapainepuolella sekä lauhduttimessa. Käytännössä havaittiin, että nämä poikkeamat hankaloittavat simulointiohjelman käyttöä käytönvalvonnan työkaluna, eikä sen käytöstä näin ollen saada varsinaista lisäarvoa.

Tuotelaskennan kehittäminen metalliteollisuusyrityksessä.

Työssä esitetään laskentamalli tuotekohtaisten kustannusten laskemiseksi teräsrakentamisen tuotteita valmistavan ja markkinoivan divisioonan tarpeisiin. Mallissa kustannuksia lasketaan standardikustannuslaskennan ja lisäyslaskennan periaatteita hyödyntäen. Laskentamalli liittyy esimerkkiyrityksen tuote- ja asiakaskannattavuuden kehittämishankkeeseen. Mallissa tuotteille kohdistetaan materiaalin ja prosessoinnin kustannuksia sekä pääoman kustannuksia poistojen osalta. Tuotelaskennan mallin avulla lasketaan kustannuksia muutamille esimerkkituotteille. Tarkastelua ei kuitenkaan tehdä divisioonan erikoistuotteiden osalta. Saadut laskentatulokset noudattavat vallitsevia käsityksiä liiketoiminta-alueen tuotteiden kustannusrakenteesta. Samalla malli antaa kuitenkin tarkemman kuvan kustannusten todellisesta kohdistumisesta tuotteille. Kattavan laskenta-aineiston puuttuessa työn merkittävimpänä tuloksena voidaan kehittämishankkeen tässä vaiheessa pitää yhtenäisen laskentamallin saamista tukemaan tuotekustannusten laskemista koko divisioonan alueella. Malli ei kuitenkaan kuvaa kustannusten kohdistumista tuotteille parhaalla mahdollisella tavalla. Jatkokehityshankkeissa tulisikin pohtia kustannuskohdistimien ja työssä tuotteelle kohdistamatta jätettyjen kustannuserien käsittelyä sekä divisioonan vakiotuotteiden että erikoistuotteiden osalta.

Development of Special Pumps Repair Process

Tässä diplomityössä käsitellään erikoispumppujen korjausprosessia teollisuuspumppujen korjauksiin erikoistuneessa konepajassa. Työn pääasiallinen tarkoitus on tuotantoprosessin kehittäminen ja tuotantovaiheiden esitteleminen. Tavoitteen taustalla on pyrkimys entisestään parantaa palvelukykyä ja asiakastyytyväisyyttä.Kolme eri keinoa päätavoitteen saavuttamiseksi ovat tuotannon suunnittelun ja ohjauksen kehittäminen, työssä käsiteltyjen pumpputyyppien korjausprosessien läpäisyaikojen lyhentäminen sekä korjausvaiheiden määrittely ja esittely vaihe vaiheelta. Työssä käsiteltyjä erikoispumpputyyppejä ovat imupumput, monijaksopumput sekä pysty/potkuripumput.Tuotannonsuunnittelun ja -ohjauksen kehittämiseksi sekä läpäisyaikojen lyhentämiseksi työssä etsittiin vaihtoehtoisia toimintatapoja. Kolmas tavoite, eli korjausvaiheiden määrittely, toteutettiin esittelemällä korjausprosessin vaiheet käsitellyillä pumpputyypeillä.Tuloksena saatiin keinoja tuotannon suunnittelun ja hallinnan kehittämiseksi. Useimmat keinot koskevat toimintatapojen selkiyttämistä. Myös keinoja läpäisyaikojen lyhentämiseksi löydettiin. Tietyllä imupumpputyypillä ja -koolla läpäisyajan lyheneminen oli 25 % ja osalla monijaksopumpuista jopa 75 %. Tulokset saavutetaan varastoimalla tiettyjä komponentteja, joilla on pitkä valmistus- tai korjausaika. Pysty/potkuripumppujen korjauksen läpäisyaikaa ei saatu lyhennettyä työn rajausten puitteissa Näiden tulosten lisäksi korjausprosessin toimintatavat määriteltiin.