Lämmöntalteenotto kosteasta poistoilmasta prosessiteollisuudessa

Tämän diplomityön päämääränä on tehdä prosessiteollisuuden tarpeisiin Excel-taulukkolaskentaohjelmassa toimiva putkilämmönsiirtimen mitoitusohjelma. Prosessiteollisuudessa lämmönvaihtimien toimintaympäristöt ja olosuhteet vaihtelevat merkittävästi ja niinpä jokaisen vaihtimen suunnittelu ja mitoitus on toteutettava tapauskohtaisesti. Työssä käsitellään rekuperatiivisen ristivirtaputkilämmönvaihtimen yleinen lämpötekninen mitoitus sisältäen putken sisäpinnalle tapahtuvan mahdollisen lauhtumisen. Mitoitettava vaihdinkoostuu pystysuorista putkista, joissa lämmin ja kostea ilma virtaa putkien sisäpuolella ja kylmä kuiva ilma vaippapuolella vaakasuoraan. Vaihdinmateriaalina käytetään ruostumatonta AISI 304 -tai haponkestävää AISI 316 terästä. Kuuman ilman tila vaihtelee tarkasteltavan kohteen mukaan. Paperiteollisuuden kuivausyksiköiltä poistuva ilma on usein lämmintä ja kosteaa, ja infrakuivaimilta poistuva ilma on kuumaa. Mitoitettavalle lämmönvaihtimelle tulevan kuuman ilman lämpötila tapauksesta riippuen voi vaihdella 30°C, maksimissaan +300°C:een saakka, vesisisällön ollessa välillä 0,010...0,200 kg/kg ki tai jopa tämän ylikin. Vaihtimen mitoitus perustuu energiataseyhtälöiden käyttöön. Laskennassa määritetään vaihtimen pintalämpötila sekä mahdollinen kostean ilman lauhtuminen putken sisäpinnalle. Lisäksi teoria käsittää molempien virtausten tilanmuutosten laskennan. Työssä on esitetty esimerkkilaskelma, jossa on laskettu ilma- kostea ilma lämmönsiirrinkonstruktio. Esimerkissä on tarkasteltu vaihtimen hyötysuhdetta, virtausten lämpö- ja kosteuskäyttäytymistä ulkoilman lämpötilan funktiona. Ohjelmasta saadaan tulostettua mitoitettavanvaihtimen dimensiot; putkien lukumäärät syvyys- ja pituussuunnassa sekä kokonaisputkilukumäärä, putkien väliset etäisyydet toisiinsa nähden sekä syvyys, että pituussuunnassa, putkipituus ja putken sisä- ja ulkohalkaisijat. Nämä tiedot suunnittelija itse syöttää ohjelmalle alkuarvoina. Laskettuna tietona ohjelma antaa molempien virtausten poistolämpötilat, kuuman ilman poistuvan absoluuttisen kosteuden, kondenssivesimäärän, vaihtimen tehon ja painehäviöt vaippa- ja putkipuolelle. Lisäksi ohjelma laskee kuuman ilman ominaisentalpiat vaihtimen sisään- ja ulostulossa. Tämä mahdollistaa ilman tilapisteiden piirtämisen Mollier-piirrokseen.

Visual measurement of laser-arc hybrid welding

Tässä työssä raportoidaan hybridihitsauksesta otettujen suurnopeuskuvasarjojen automaattisen analyysijärjestelmän kehittäminen.Järjestelmän tarkoitus oli tuottaa tietoa, joka avustaisi analysoijaa arvioimaan kuvatun hitsausprosessin laatua. Tutkimus keskittyi valokaaren taajuuden säännöllisyyden ja lisäainepisaroiden lentosuuntien mittaamiseen. Valokaaria havaittiin kuvasarjoista sumean c-means-klusterointimenetelmän avullaja perättäisten valokaarien välistä aikaväliä käytettiin valokaaren taajuuden säännöllisyyden mittarina. Pisaroita paikannettiin menetelmällä, jossa yhdistyi pääkomponenttianalyysi ja tukivektoriluokitin. Kalman-suodinta käytettiin tuottamaan arvioita pisaroiden lentosuunnista ja nopeuksista. Lentosuunnanmääritysmenetelmä luokitteli pisarat niiden arvioitujen lentosuuntien perusteella. Järjestelmän kehittämiseen käytettävissä olleet kuvasarjat poikkesivat merkittävästi toisistaan kuvanlaadun ja pisaroiden ulkomuodon osalta, johtuen eroista kuvaus- ja hitsausprosesseissa. Analyysijärjestelmä kehitettiin toimimaan pienellä osajoukolla kuvasarjoja, joissa oli tietynlainen kuvaus- ja hitsausprosessi ja joiden kuvanlaatu ja pisaroiden ulkomuoto olivat samankaltaisia, mutta järjestelmää testattiin myös osajoukon ulkopuolisilla kuvasarjoilla. Testitulokset osoittivat, että lentosuunnanmääritystarkkuus oli kohtuullisen suuri osajoukonsisällä ja pieni muissa kuvasarjoissa. Valokaaren taajuuden säännöllisyyden määritys oli tarkka useammassa kuvasarjassa.

Effect of hip flexion angle on hamstring optimum length after a single set of concentric contractions.

The eccentric contraction mode was proposed to be the primary stimulus for optimum angle (angle at which peak torque occurs) shift. However, the training range of motion (or muscle excursion range) could be a stimulus as important. The aim of this study was to assess the influence of the training range of motion stimulus on the hamstring optimum length. It was hypothesised that performing a single set of concentric contractions beyond optimal length (seated at 80° of hip flexion) would lead to an immediate shift of the optimum angle to longer muscle length while performing it below (supine at 0° of hip flexion) would not provide any shift. Eleven male participants were assessed on an isokinetic dynamometer. In both positions, the test consisted of 30 consecutive knee flexions at 4.19 rad · s⁻¹. The optimum angle was significantly shifted by ∼15° in the direction of longer muscle length after the contractions at 80° of hip flexion, while a non-significant shift of 3° was found at 0°. The hamstring fatigability was not influenced by the hip position. It was concluded that the training range of motion seems to be a relevant stimulus for shifting the optimum angle to longer muscle length. Moreover, fatigue appears as a mechanism partly responsible for the observed shift.

Histological description of seminiferous epithelium and cycle length of spermatogenesis in the water shrew Neomys fodiens (Mammalia: Soricidae).

Recently, we examined the spermatogenesis cycle length in two shrews species, Sorex araneus characterized by a very high metabolic rate and a polyandric mating system (sperm competition) resulting in a short cycle and Crocidura russula characterized by a much lower metabolic rate and a monogamous mating system showing a longer cycle. In this study, we investigated the spermatogenesis cycle in Neomys fodiens showing an intermediate metabolic rate. We described the stages of seminiferous epithelium according to the spermatid morphology method and we calculated the cycle length of spermatogenesis using incorporation of 5-bromodeoxyuridine into DNA of the germ cells. Twelve males were injected intraperitoneally with 5-bromodeoxyuridine, and the testes were collected. For cycle length determination, we applied a recently developed statistical method. The calculated cycle length is 8.69 days and the total duration of spermatogenesis based on 4.5 cycles is approximately 39.1 days, intermediate between the duration of spermatogenesis of S. araneus (37.6 days) and C. russula (54.5 days) and therefore congruent with both the metabolic rate hypothesis and the sperm competition hypothesis. Relative testes size of 1.4% of body mass indicates a promiscuous mating system.

Methods for Region Based Paper Surface Roughness Measurement

Paperin pinnan karheus on yksi paperin laatukriteereistä. Sitä mitataan fyysisestipaperin pintaa mittaavien laitteiden ja optisten laitteiden avulla. Mittaukset vaativat laboratorioolosuhteita, mutta nopeammille, suoraan linjalla tapahtuville mittauksilla olisi tarvetta paperiteollisuudessa. Paperin pinnan karheus voidaan ilmaista yhtenä näytteelle kohdistuvana karheusarvona. Tässä työssä näyte on jaettu merkitseviin alueisiin, ja jokaiselle alueelle on laskettu erillinen karheusarvo. Karheuden mittaukseen on käytetty useita menetelmiä. Yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää on käytetty tässä työssä etäisyysmuunnoksen lisäksi. Paperin pinnan karheudenmittauksessa on ollut tarvetta jakaa analysoitava näyte karheuden perusteella alueisiin. Aluejaon avulla voidaan rajata näytteestä selvästi karheampana esiintyvät alueet. Etäisyysmuunnos tuottaa alueita, joita on analysoitu. Näistä alueista on muodostettu yhtenäisiä alueita erilaisilla segmentointimenetelmillä. PNN -menetelmään (Pairwise Nearest Neighbor) ja naapurialueiden yhdistämiseen perustuvia algoritmeja on käytetty.Alueiden jakamiseen ja yhdistämiseen perustuvaa lähestymistapaa on myös tarkasteltu. Segmentoitujen kuvien validointi on yleensä tapahtunut ihmisen tarkastelemana. Tämän työn lähestymistapa on verrata yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää segmentoinnin tuloksiin. Korkea korrelaatio näiden tulosten välillä osoittaa onnistunutta segmentointia. Eri kokeiden tuloksia on verrattu keskenään hypoteesin testauksella. Työssä on analysoitu kahta näytesarjaa, joidenmittaukset on suoritettu OptiTopolla ja profilometrillä. Etäisyysmuunnoksen aloitusparametrit, joita muutettiin kokeiden aikana, olivat aloituspisteiden määrä ja sijainti. Samat parametrimuutokset tehtiin kaikille algoritmeille, joita käytettiin alueiden yhdistämiseen. Etäisyysmuunnoksen jälkeen korrelaatio oli voimakkaampaa profilometrillä mitatuille näytteille kuin OptiTopolla mitatuille näytteille. Segmentoiduilla OptiTopo -näytteillä korrelaatio parantui voimakkaammin kuin profilometrinäytteillä. PNN -menetelmän tuottamilla tuloksilla korrelaatio oli paras.

Relationships of basal metabolic rate, relative testis size and cycle length of spermatogenesis in shrews (Mammalia, Soricidae).

The aim of the present study was to determinate the cycle length of spermatogenesis in three species of shrew, Suncus murinus, Sorex coronatus and Sorex minutus, and to assess the relative influence of variation in basal metabolic rate (BMR) and mating system (level of sperm competition) on the observed rate of spermatogenesis, including data of shrew species studied before (Sorex araneus, Crocidura russula and Neomys fodiens). The dynamics of sperm production were determined by tracing 5-bromodeoxyuridine in the DNA of germ cells. As a continuous scaling of mating systems is not evident, the level of sperm competition was evaluated by the significantly correlated relative testis size (RTS). The cycle durations estimated by linear regression were 14.3 days (RTS 0.3%) in Suncus murinus, 9.0 days (RTS 0.5%) in Sorex coronatus and 8.5 days (RTS 2.8%) in Sorex minutus. In regression and multiple regression analyses including all six studied species of shrew, cycle length was significantly correlated with BMR (r2=0.73) and RTS (r2=0.77). Sperm competition as an ultimate factor obviously leads to a reduction in the time of spermatogenesis in order to increase sperm production. BMR may act in the same way, independently or as a proximate factor, revealed by the covariation, but other factors (related to testes size and thus to mating system) may also be involved.

Respiratory failure in a mouse model of myotonic dystrophy does not correlate with the CTG repeat length.

Myotonic dystrophy (DM1) is a multisystemic disease caused by an expansion of CTG repeats in the region of DMPK, the gene encoding DM protein kinase. The severity of muscle disability in DM1 correlates with the size of CTG expansion. As respiratory failure is one of the main causes of death in DM1, we investigated the correlation between respiratory impairment and size of the (CTG)n repeat in DM1 animal models. Using pressure plethysmography the respiratory function was assessed in control and transgenic mice carrying either 600 (DM600) or >1300 CTG repeats (DMSXL). The statistical analysis of respiratory parameters revealed that both DM1 transgenic mice sub-lines show respiratory impairment compared to control mice. In addition, there is no significant difference in breathing functions between the DM600 and DMSXL mice. In conclusion, these results indicate that respiratory impairment is present in both transgenic mice sub-lines, but the severity of respiratory failure is not related to the size of the (CTG)n expansion.

Miniaturized bacterial biosensor system for arsenic detection holds great promise for making integrated measurement device.

Combining bacterial bioreporters with microfluidics systems holds great promise for in-field detection of chemical or toxicity targets. Recently we showed how Escherichia coli cells engineered to produce a variant of green fluorescent protein after contact to arsenite and arsenate can be encapsulated in agarose beads and incorporated into a microfluidic chip to create a device for in-field detection of arsenic, a contaminant of well known toxicity and carcinogenicity in potable water both in industrialized and developing countries. Cell-beads stored in the microfluidics chip at -20°C retained inducibility up to one month and we were able to reproducibly discriminate concentrations of 10 and 50 μg arsenite per L (the drinking water standards for European countries and the United States, and for the developing countries, respectively) from the blank in less than 200 minutes. We discuss here the reasons for decreasing bioreporter signal development upon increased storage of cell beads but also show how this decrease can be reduced, leading to a faster detection and a longer lifetime of the device.

Performance measurement oforder-delivery chain in SMEs: Case study

Tutkimus pyrkii selvittämään, kuinka tehokas suorituskykymittaristo voidaan parhaiten suunnitella pk-yrityksessä. Tutkimuksen tavoitteena on luoda suorituskykymittaristo pienen kohdeyrityksen johtajien tarpeisiin. Päähuomion kohteena on yrityksen tilaus-toimitusketju ja arvoverkko. Työ on luonteeltaan kvalitatiivinen toimintatutkimus, joka noudattaa toiminta-analyyttista tutkimusotetta. Työn teoriaosassa selvitetään, kuinka suorituskyvyn mittaaminen sekä materiaali-, tieto- ja rahavirtojen hallinta on kehittynyt viime vuosina pk-yrityksen näkökulmasta. Mittariston suunnittelu aloitetaan kohdeyrityksen perusteellisella analyysilla. Tämän pohjalta määritellään yrityksen kriittiset menestystekijät, joista lopulta johdetaan suorituskykymittarit. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että yleinen asenne mittaamista kohtaan, strategian huomioinnin puute sekä tietojärjestelmien rajoitteet ovat päähaasteita pk-yrityksen suorituskyvyn mittaamisessa. Mittareiden tuleekin olla melko yksinkertaisia ja helppoja käyttää, jotta mittaamisen ei koettaisi kuluttavan rajallisia resursseja liikaa. Mittariston tulee kuitenkin antaa kokonaisvaltainen kuva yrityksen suorituskyvystä, johon vaikuttavat kaikki arvoverkon osapuolet ja heidän yhteistyö toistensa kanssa.

The Role and Measurement of Social Capital in New Technology-Based Start-up Context

Tämän Pro gradu-tutkielman tavoitteena olirakentaa esiymmärrys sosiaalisen pääoman roolista ja mittaamisesta uuden teknologian start-up yrityksissä. Pääasiallisena tarkoituksena tässä tutkimuksessa olilöytää sosiaalisen pääoman ja start-up yrityksen tuloksellisuuden välille yhdistävä tekijä. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin pääasiallisesti kuuden OKO Venture Capitalin sijoitusportfolioon sisältyvien case-yritysten kvalitatiivisten teemahaastatteluiden sekä kvantitatiivisten kyselylomakkeiden avulla. Kvalitatiivisten haastatteluiden tulosten perusteella sosiaalisen pääoman ja tuloksellisuuden välille löytyi yhdistävä tekijä, jota käytettiin myöhemmin hyväksi kvantitatiivisessa kyselylomakkeessa. Tämän tutkielman tulokset osoittivat, että startegisen päätöksenteon kautta sosiaalinen pääoma vaikuttaa osittain start-up yritysten tuloksellisuuteen. Manageriaalisesti tärkempi löydös tässä tutkimuksessa oli kuitenkin se, että sosiaalista pääomaa voidaan käyttää hyväksi ennustettaessa uuden teknologian start-up yritysten tulevaisuuden kassavirtoja.

R&D Performance Analysis: Case Studies on the Challenges and Promotion of the Evaluation and Measurement of R&D

Due to the intense international competition, demanding, and sophisticated customers, and diverse transforming technological change, organizations need to renew their products and services by allocating resources on research and development (R&D). Managing R&D is complex, but vital for many organizations to survive in the dynamic, turbulent environment. Thus, the increased interest among decision-makers towards finding the right performance measures for R&D is understandable. The measures or evaluation methods of R&D performance can be utilized for multiple purposes; for strategic control, for justifying the existence of R&D, for providing information and improving activities, as well as for the purposes of motivating and benchmarking. The earlier research in the field of R&D performance analysis has generally focused on either the activities and considerable factors and dimensions - e.g. strategic perspectives, purposes of measurement, levels of analysis, types of R&D or phases of R&D process - prior to the selection of R&Dperformance measures, or on proposed principles or actual implementation of theselection or design processes of R&D performance measures or measurement systems. This study aims at integrating the consideration of essential factors anddimensions of R&D performance analysis to developed selection processes of R&D measures, which have been applied in real-world organizations. The earlier models for corporate performance measurement that can be found in the literature, are to some extent adaptable also to the development of measurement systemsand selecting the measures in R&D activities. However, it is necessary to emphasize the special aspects related to the measurement of R&D performance in a way that make the development of new approaches for especially R&D performance measure selection necessary: First, the special characteristics of R&D - such as the long time lag between the inputs and outcomes, as well as the overall complexity and difficult coordination of activities - influence the R&D performance analysis problems, such as the need for more systematic, objective, balanced and multi-dimensional approaches for R&D measure selection, as well as the incompatibility of R&D measurement systems to other corporate measurement systems and vice versa. Secondly, the above-mentioned characteristics and challenges bring forth the significance of the influencing factors and dimensions that need to be recognized in order to derive the selection criteria for measures and choose the right R&D metrics, which is the most crucial step in the measurement system development process. The main purpose of this study is to support the management and control of the research and development activities of organizations by increasing the understanding of R&D performance analysis, clarifying the main factors related to the selection of R&D measures and by providing novel types of approaches and methods for systematizing the whole strategy- and business-based selection and development process of R&D indicators.The final aim of the research is to support the management in their decision making of R&D with suitable, systematically chosen measures or evaluation methods of R&D performance. Thus, the emphasis in most sub-areas of the present research has been on the promotion of the selection and development process of R&D indicators with the help of the different tools and decision support systems, i.e. the research has normative features through providing guidelines by novel types of approaches. The gathering of data and conducting case studies in metal and electronic industry companies, in the information and communications technology (ICT) sector, and in non-profit organizations helped us to formulate a comprehensive picture of the main challenges of R&D performance analysis in different organizations, which is essential, as recognition of the most importantproblem areas is a very crucial element in the constructive research approach utilized in this study. Multiple practical benefits regarding the defined problemareas could be found in the various constructed approaches presented in this dissertation: 1) the selection of R&D measures became more systematic when compared to the empirical analysis, as it was common that there were no systematic approaches utilized in the studied organizations earlier; 2) the evaluation methods or measures of R&D chosen with the help of the developed approaches can be more directly utilized in the decision-making, because of the thorough consideration of the purpose of measurement, as well as other dimensions of measurement; 3) more balance to the set of R&D measures was desired and gained throughthe holistic approaches to the selection processes; and 4) more objectivity wasgained through organizing the selection processes, as the earlier systems were considered subjective in many organizations. Scientifically, this dissertation aims to make a contribution to the present body of knowledge of R&D performance analysis by facilitating dealing with the versatility and challenges of R&D performance analysis, as well as the factors and dimensions influencing the selection of R&D performance measures, and by integrating these aspects to the developed novel types of approaches, methods and tools in the selection processes of R&D measures, applied in real-world organizations. In the whole research, facilitation of dealing with the versatility and challenges in R&D performance analysis, as well as the factors and dimensions influencing the R&D performance measure selection are strongly integrated with the constructed approaches. Thus, the research meets the above-mentioned purposes and objectives of the dissertation from the scientific as well as from the practical point of view.

Leaf area estimatites of custard apple tree progenies

Leaf area measurements are required in several agronomical studies. Usually, there is an interest for measurement methods that are simple, quick and that will not destroy the leaf. The objectives of this work were to evaluate leaf area (y), length (l) and width (w) of 20 half-sibling progenies of custard apple tree (Annona squamosa L.), and to fit regression equations of the type y = a + bx, where x = l.w, that will allow y to be estimated based on l and w. The experiment was conducted as random blocks with five replicates and four plants per plot. Five mature leaves were randomly collected from each plant. Leaf area was measured with an automatic measuring device and leaf dimensions were determined with a ruler. All values of b were different from zero. Differences occurred only in 11% of the 190 possible comparison pairs between progenies, with regard to the estimates of b. No differences were observed between progenies with respect to leaf length, width and area. In view of this fact, the equation y = 0.72 x (R² = 0.77) was fitted for all progenies.

Quantitative developmental response to the length of exposure to long photoperiod in wheat and barley

The present study was designed to analyse the effect of the length of exposure to a long photoperiod imposed c. 3 weeks after sowing in spring wheat (cv. UQ189) and barley (cv. Arapiles) to (i) establish whether the response to the number of cycles of exposure is quantitative or qualitative, (ii) determine the existence of a commitment to particular stages well before the stage has been observable, and (iii) study the interrelationships between the effects on final leaf number and phyllochron when the stimulus is provided several days after seedling emergence. Both wheat and barley seemed to respond quantitatively to the number of long-day cycles they were exposed to. However, wheat showed a requirement of approximately 4 long-day cycles to be able to produce a significant response in time to heading. The barley cultivar used in the study was responsive to the minimum length of exposure. The response to extended photoperiod cycles during the stem elongation phase was due to the ‘ memory’ photoperiod effects being related, in the case of wheat, to the fact that the pre-terminal spikelet appearance phase saturated its photoperiod response well before that stage was reached. Therefore, the commitment to the terminal spikelet appearance in wheat may be reached well before this stage could be recognized. As the response in duration to heading exceeded that of the final leaf number, and the stem elongation phase responded to memory effects of photoperiod, the phyllochron of both cereals was responsive to the treatments accelerating the average phyllochron when exposed to longer periods of long days. The response in average phyllochron was due to a switch from bi-linear to linear models of leaf number v. time when the conditions were increasingly inductive, with the phyllochron of the initial (6–8) leaves being similar for all treatments (within each species), and from then on increased.