Three-dimensional modeling of biomass fuel flow in a circulating fluidized bed furnace

The reduction of greenhouse gas emissions in the European Union promotes the combustion of biomass rather than fossil fuels in energy production. Circulating fluidized bed (CFB) combustion offers a simple, flexible and efficient way to utilize untreated biomass in a large scale. CFB furnaces are modeled in order to understand their operation better and to help in the design of new furnaces. Therefore, physically accurate models are needed to describe the heavily coupled multiphase flow, reactions and heat transfer inside the furnace. This thesis presents a new model for the fuel flow inside the CFB furnace, which acknowledges the physical properties of the fuel and the multiphase flow phenomena inside the furnace. This model is applied with special interest in the firing of untreated biomass. An experimental method is utilized to characterize gas-fuel drag force relations. This characteristic drag force approach is developed into a gas-fuel drag force model suitable for irregular, non-spherical biomass particles and applied together with the new fuel flow model in the modeling of a large-scale CFB furnace. The model results are physically valid and achieve very good correspondence with the measurement results from large-scale CFB furnace firing biomass. With the methods and models presented in this work, the fuel flow field inside a circulating fluidized bed furnace can be modeled with better accuracy and more efficiently than in previous studies with a three-dimensional holistic model frame.

Effect of heat input on the mechanical properties of welded joints in high strength steels

Experiments were carried out to determine the properties of the welded joints in 8mm thick high-strength steels produced by quenching and tempering and thermomechanical rolling with accelerated cooling (tensile strength 821–835 MPa). The dependence of the strength, elongation, hardness, impact energy and crack opening displacement on the heat input in the range 1.0–0.7 kJ mm21 was determined. The results show that the dependence of the strength of the welded joints decreases and that of the elongation increases. The heat input has only a slight effect on the impact energy and crack opening displacement in the heat-affected zone.

Heterologisen geenin DNA-sekvenssin optimointi sekä Fab-fragmentin DNA-sekvenssin vaikutus Escherichia colin kasvuun ja tuotto-ominaisuuksiin

Synonyymisillä kodoneilla tarkoitetaan kodoneja, jotka ovat erilaisia, mutta koodaavat samaa aminohappoa. Synonyymisten mutaatioiden, eli kodonin vaihtaminen samaa aminohappoa koodaavaan toiseen kodoniin, on pitkään ajateltu olevan yhdentekeviä, mutta synonyymit muutokset DNA-sekvenssissä voivat kuitenkin vaikuttaa esimerkiksi proteiinin laskostumiseen ja proteiinin toimintaan solussa. Eri organismit käyttävät synonyymisiä kodoneja eri frekvensseillä. Tätä ilmiötä kutsutaan kodonikäytön poikkeamaksi. Kodonikäytön poikkeamien on osoitettu olevan tärkein yksittäinen prokaryoottien geeniekspressioon vaikuttava tekijä, ja usein proteiineja on hankala tuottaa vieraassa isännässä, jos kodonikäytön poikkeamat ovat liian suuria. Erilaisia kodonioptimointistrategioita on kehitetty näiden ongelmien ratkaisemiseksi. Kodonikäyttöä optimoitaessa on otettava huomioon lisäksi erilaiset paikalliset muuttujat, jotka lisäävät optimoinnin monimutkaisuutta. Työn lähtökohtana oli synteettinen ihmisen vasta-aineen Fab-fragmentin geeni. Geeni oli optimoitu kahdella eri strategialla, jotka tuottivat eri DNA-sekvenssit, mutta saman aminohapposekvenssin. Toinen varianteista tuotti aktiivista Fab-fragmenttia, toinen ei. DNA-sekvenssin vaikutuksen tutkimiseksi, toimivan geenin osia korvattiin toimimattoman variantin vastaavalla osalla. Kaikkiaan seitsemän geenivariantin kykyä ilmentää Fab-fragmenttia sekä liukoisena proteiinina että filamenttifaagin pinnalla vertailtiin. Lisäksi tutkittiin varianttien vaikutusta isäntäsolun kasvukinetiikkaan. Muunneltuja variantteja verrattiin alkuperäiseen toimivaan varianttiin. Faagituotossa havaittiin Fab-fragmentin kevyen ketjun DNA-sekvenssin synonyymisten muutosten vaikuttavan faagien immunoreaktiivisuuteen. Erityisen olennainen oli kevyen ketjun vakioisen alueen muuttaminen, joka myös aiheutti 45 % laskun faagien kokonaismäärässä ja 54 % laskun faagien immunoreaktiivisuudessa. Liukoista proteiinia tuotettaessa kevyen ketjun vakioisen alueen muutos laski Fab-määrän tasolle, jota ei voitu mitata. Tämän lisäksi, avoimen lukukehyksen alun kodonien synonyymiset mutaatiot aiheuttivat 48-kertaisen laskun aktiivisen liukoisen proteiinin määrässä verrattuna alkuperäiseen toimivaan varianttiin.

Traktorista maastokuorma-autoihin : prikaatin liikkuvuuden muutokset sotien jälkeen

Maavoimissa joukkojen ja joukkoja tukevan materiaalin suorituskyky liikkuvuuksineen on sodissa aina ollut avainroolissa. Joukkojen ja niiden sotamateriaalin on tullut olla ainakin osittain oikeassa paikassa oikeaan aikaan, mikäli on haluttu taata jonkinlaista negatiiviseen tai positiiviseen sodankäyntiin liittyvää menestystä toimialueella. Sotahistoriaa tarkastellessa on maasodankäynnissä ensin liikuttu jalkaisin, josta on siirrytty hevosiin ja eriasteisiin he-vosvetoisiin variaatioihin. Tämän jälkeen on tullut moottoroituja joukkoja, joiden moottorointiaste ja liikkumiskyky ovat kasvaneet ja muotoutuneet asteittain. Yksittäisen sotilaan tai pienehkön joukon liikkumisella ei ole kokonaisuudessa sinänsä merkitystä suuremman mittaluokan sotatoimissa, vaan avainroolissa on pääjoukkojen ja niiden tai niitä tukevien pääkalustojen liikkuminen. Päätutkimusaihe on: ”Miten prikaatin liikkuvuus on muuttunut pääkaluston osalta? Aihetta käsitellään pääsääntöisesti Maavoimien liikkuvuustarpeen ja suorituskyvyn näkökulmista. Tietyt tarpeet suorituskyvyssä ja kaluston teknisessä kehityksessä ovat vaikuttaneet liikkuvuuden muutoksiin. Muutokset puolustusvoimien pääkalustossa ovat tapahtuneet sykleittäin johtuen osin rahoitustarpeista sekä kalustolle asetetuista elinjaksotavoitteista ja joukkotyyppien muutoksista. Aihetta käsitellään ensisijaisesti maavoimien näkökulmasta. Tutkimusaiheen alakohtina tutkitaan miten tykistön liikkuvuus on muuttunut osana pääjoukkojen liikkuvuuden muutoksia. Lähteinä työssä on käytetty pääsääntöisesti julkaistuja kirjoja sekä artikkeleita.