Teollisuuden jäähdytysjärjestelmät. Case: Kaasunerotuslaitteiston evaluointi

Teollisuuden jäähdytysjärjestelmiä tarvitaan prosessien lämpötilan ja paineen hal-litsemiseen. Vesi on käytetyin lämmönsiirtoaine hyvän saatavuutensa, halvan hin-nan ja korkean lämmönsiirtokyvyn ansiosta. Jäähdytysjärjestelmät jaetaan kolmeen päätyyppiin, joita ovat läpivirtausjäähdytys, suljettu ja avoin kiertojäähdytys. Kullakin järjestelmätyypillä on tyypilliset alatyyppinsä. Avoimella kiertojär-jestelmällä on eniten alatyyppejä, joista yleisin on jäähdytystorni. Jäähdytystorneja on kolmea tyyppiä: märkä-, kuiva ja hybriditorni. Kullakin järjestelmätyypillä on ominaiset piirteensä käyttökohteiden, ympäristövaikutusten, ohjattavuuden, investointi- ja käyttökulujen suhteen, joita tässä työssä esitellään. Työssä tutkitaan teollisuuden jäähdytysjärjestelmien esittelyn lisäksi erään ali-painekaasunpoistimen soveltuvuutta suljetun kiertojäähdytysjärjestelmän kaasun-poistoon. Suljettuun kiertojäähdytysjärjestelmään jää ilmaa täyttövaiheessa ja kul-keutuu liuenneena käytettävän jäähdytysveden mukana. Muodostuva ylikylläinen seos synnyttää veden sekaan ilmakuplia, jotka aiheuttavat korroosiota kemiallisesti ja kuluttamalla. Lisäksi kaasukuplat vievät tilavuutta nesteeltä. Tämä pienentää järjestelmän jäähdytystehoa merkittävästi, koska kaasun lämmönsiirtokyky verrat-tuna veden lämmönsiirtokykyyn on pieni. Työssä esitellään myös muita mahdolli-sia suljetun järjestelmän kaasulähteitä ja niiden aiheuttamia ongelmia. Alipainekaasunpoistimen kaasunerotustehokkuutta mitattiin jäähdytysvesinäyttei-den selkeytymisnopeudella ja lämmönsiirtimien tehon paranemisella. Kahden viikon tarkastelujaksolla selkeytymisajat paranivat 36–60 % eri mittauspaikoissa ja lämmönsiirtimien tehot paranivat 6–29 %. Järjestelmään kuitenkin jäi merkittävä määrä kaasua, vaikka laitteen käyttöä jatkettiin tarkastelujakson jälkeen, joten tavoitteisiin ei päästy. Tutkitun alipainekaasunpoistolaitteen ei todettu soveltuvan tehdasympäristöön kestämättömyyden, hankalakäyttöisyyden ja tehottomuuden takia. Tulokset kuitenkin osoittavat, että kaasunerotuksella on merkittävä vaikutus suljetun jäähdytysjärjestelmän toimivuuteen ja saavutettavaan jäähdytystehoon.

Advanced orbital pipe welding

Since the introduction of automatic orbital welding in pipeline application in 1961, significant improvements have been obtained in orbital pipe welding systems. Requirement of more productive welding systems for pipeline application forces manufacturers to innovate new advanced systems and welding processes for orbital welding method. Various methods have been used to make welding process adaptive, such as visual sensing, passive visual sensing, real-time intelligent control, scan welding technique, multi laser vision sensor, thermal scanning, adaptive image processing, neural network model, machine vision, and optical sensing. Numerous studies are reviewed and discussed in this Master’s thesis and based on a wide range of experiments which already have been accomplished by different researches the vision sensor are reported to be the best choice for adaptive orbital pipe welding system. Also, in this study the most welding processes as well as the most pipe variations welded by orbital welding systems mainly for oil and gas pipeline applications are explained. The welding results show that Gas Metal Arc Welding (GMAW) and its variants like Surface Tension Transfer (STT) and modified short circuit are the most preferred processes in the welding of root pass and can be replaced to the Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) in many applications. Furthermore, dual-tandem gas metal arc welding technique is currently considered the most efficient method in the welding of fill pass. Orbital GTAW process mostly is applied for applications ranging from single run welding of thin walled stainless tubes to multi run welding of thick walled pipes. Flux cored arc welding process is faster process with higher deposition rate and recently this process is getting more popular in pipe welding applications. Also, combination of gas metal arc welding and Nd:YAG laser has shown acceptable results in girth welding of land pipelines for oil and gas industry. This Master’s thesis can be implemented as a guideline in welding of pipes and tubes to achieve higher quality and efficiency. Also, this research can be used as a base material for future investigations to supplement present finding.

Packaging concept development for an assortment of medical device products

Diplomityön tavoitteena oli kehittää Wipak Oy:n valmistamille sterilointipakkauksille tulevaisuuden pakkauskonsepti. Sterilointipakkaukset luokitellaan lääkelaitedirektiivin mukaan lisätarvikkeiksi luokan 1 lääkelaitteille, ja tämä näkökulma oli vahvasti mukana konseptin kehityksessä. Lähtökohtana pakkauskonseptin suunnittelulle oli tuotteiden arvoketjussa, eli pakata tuotteet siten että pakkausten avulla voidaan tuottaa lisäarvoa arvoketjun toimijoille. Tavoitteena oli parantaa pakkausten viestintää, toimivuutta/tehokkuutta toimitusketjussa sekä vahvistaa brändin imagoa myynti- ja kuljetuspakkauksen avulla. Lääkinnälliset laitteet ja tarvikkeet ovat lainsäädännön ja normien avulla tarkasti säädeltyjä. Näiden normien vaatimukset asettavat perusteet myynti- ja kuljetuspakkausten kehittämiselle. Tämän lisäksi suunnittelussa on huomioitu asiakkaiden toiveet ja kehitystarpeet. Kirjallisuusosuudessa on keskitytty lääkinnällisten laitteiden pakkausyksiköiden toimintoihin sekä niiden kehitysnäkymiin. Pääpaino on ollut pakkausmerkintöjen ja jäljitettävyyden kehittämisellä, koska tietojen automaattisen tunnistuksen hyödyntäminen lääkintälaitteiden pakkausten arvoketjussa on kasvava trendi. Manuaalisesti tehtävät tuotevirtojen kirjaukset ketjun eri toimijoiden osalta lisäävät riskejä jäljitettävyyden kannalta ja aiheuttavat lisätyötä ja – kustannuksia ketjun kaikille osapuolille. Ehdotus uudesta pakkauskonseptista on kehitetty näiden tietojen pohjalta. Ehdotuksessa on huomioitu lainsäädännöstä ja ketjun toimijoilta tulevat tarpeet, sekä alan tulevaisuuden kehitysnäkymät. Ehdotetun pakkauskonseptin avulla saadaan lisättyä myynti- ja kuljetuspakkausten tehokkuutta, parannettua jäljitettävyyttä ja helpotettu arvoketjun alavirran toimijoiden työtä lisäämällä erillinen sisäpakkaus myyntiyksikön sisälle. Työssä on lisäksi selvitetty pakkauskonseptin kustannusvaikutukset tuotteiden hintaan. Lopussa on ehdotettu jatkotoimenpiteet suunnitelman implementoimisesta käytäntöön.

Kannettavan kaasuilmaisimen suunnittelu ja toteutus

Työn tarkoituksena on suunnitella ja toteuttaa kannettava kaasuilmaisin, joka soveltuu erityisesti tavallisen kuluttajan tarpeisiin. Kaasuilmaisin on herkkä haihtuville palaville kaasuille, sekä orgaanisille kaasuille. Työssä käytetään Atmelin ATMega164P- mikrokontrolleria, piirin ohjelmointiin käytetään AVR-ISP-II, ja kehitystyökaluina AVRStudio 4:ää. Piirilevy on suunniteltu Cadsoftin Eagle- piirieditorilla. Työssä käydään läpi kokonaisvaltainen sulautetun järjestelmän suunnitteluprosessi, tuotteen spesifikaatioiden määrityksistä aina valmiin fyysisen tuotteen valmistuttamiseen asti. Tuote suunnitellaan Environics Oy:lle.

Initial development and gas exchange of Talisia subalbens (Mart.) Radlk. under different shading conditions

Ecophysiological studies under semi-controlled conditions in nurseries and greenhouses are essential to enable the use of native species to recover degraded areas and for commercial planting. Talisia subalbens (Mart) Radlk, 'cascudo', is a native fruiting species of the Cerrado on the verge of extinction. The ecophysiological performance of this species was evaluated in nursery conditions under different levels of shading (full sunshine, 30%, 50% and 70%). Initial growth, biomass allocation, gas exchange and chlorophyll content of the plants were analyzed. Full sunshine cultivated plants showed a higher accumulation of total, shoot, and root dry biomass. There was no significant difference in the root/shoot ratio among the treatments. Seedlings cultivated under full sunshine and 30% shading showed higher values for height, basal diameter, and leaf area. Differences in stomata conductance and photosynthesis rate were not observed among the different shading levels. Plants cultivated under 70% of shading had higher contents of chlorophyll a, b, and total. During the initial phase with higher levels of radiation were fundamental for the development of T. subalbens seedlings.

GAS EXCHANGE IN YOUNG PLANTS OF Tabebuia aurea(Bignoniaceae Juss.) SUBJECTED TO FLOODING STRESS1

ABSTRACT The Paratudo (Tabebuia aurea) is a species occurring in the Pantanal of Miranda, Mato Grosso do Sul, Brazil, an area characterized by seasonal flooding. To evaluate the tolerance of this plant to flooding, plants aged four months were grown in flooded soil and in non-flooded soil (control group). Stomatal conductance, transpiration and CO2 assimilation were measured during the stress (48 days) and recovery (11 days) period, totalling 59 days. The values of stomatal conductance of the control group and stressed plants at the beginning of the flooded were 0.33 mol m-2s-1 and reached 0.02 mol m-2 s-1 (46th day) at the end of this event. For the transpiration parameter, the initial rate was 3.1 mol m s-1, and the final rate reached 0.2 or 0.3 mol m-2 s-1 (47/48 th day). The initial photosynthesis rate was 8.9 mmol m-2s-1 and oscillated after the sixth day, and the rate reached zero on the 48th day. When the photosynthesis rate reached zero, the potted plants were dried, and the rate was analyzed (11th day). The following values were obtained for dried plants: stomatal conductance = 0.26 mol m-2 s-1, transpiration rate = 2.5 mol m-2 s-1 and photosynthesis rate = 7.8 mmol m-2 s-1. Flooded soil reduced photosynthesis and stomatal conductance, leading to the hypertrophy of the lenticels. These parameters recovered and after this period, and plants exhibited tolerance to flooding stress by reducing their physiological activities.

Soodakattilan lentotuhkan uudentyyppisen analysaattorin arviointi

RBDA (Recovery Boiler Dust Analyzer) on soodakattilan savukaasujen hiukkasten määrää mittaava laite. Yksi laitteen mahdollisista sovelluskohteista on soodakattilan nuohouksen optimointi. Tämän työn tarkoituksena oli parantaa RBD-analysaattorin toimintaa ja erityisesti tutkia laitteen toimivuutta soodakattilan nuohouksen optimoinnis-sa. Soodakattilan nuohouksen optimoinnilla voidaan vähentää nuohoukseen kuluneen höyryn määrää ja näin saavuttaa taloudellisia säästöjä. RBD-analysaattorin toimivuutta testattiin toimivan soodakattilan avulla. Tutkimuksen tueksi testeissä käytetyn soodakattilan savukaasujen lämpötilat ja tuhkan tarttumisomi-naisuudet selvitettiin. Laitteen toimivuutta testattiin vertaamalla RBDA:n mittaustulosta standardin mukaiseen savukaasujen hiukkasmittausmenetelmään. Mittajärjestelmän soveltuvuutta soodakattilan nuohouksen optimointiin tutkittiin ajamalla nuohoimia käsin eri seisonta-aikojen jälkeen sekä mittaamalla soodakattilan normaalia nuohousjärjes-tystä. Mittausten perusteella todettiin, että RBDA havaitsee savukaasujen pölypitoisuuden ja sen muutokset luotettavasti. Nuohouksen optimointiin RBDA:n todettiin soveltuvan ny-kyisessä mallissaan vain vedenesilämmittimien osalta. Keittopinnan ja tulistimien nuo-hointen optimointiin ei saatu riittävän luotettavia mittaustuloksia. RBDA:n kehittäminen jatkotutkimuksilla todettiin mahdolliseksi.

Microgeneration of electricity with producer gas in dual fuel mode operation

Among the alternatives to meet the increasing of world demand for energy, the use of biomass as energy source is one of the most promising as it contributes to reducing emissions of carbon dioxide in the atmosphere. Gasification is a technological process of biomass energy production of a gaseous biofuel. The fuel gas has a low calorific value that can be used in Diesel engine in dual mode for power generation in isolated communities. This study aimed to evaluate the reduction in the consumption of oil Diesel an engine generator, using gas from gasification of wood. The engine generator brand used was a BRANCO, with direct injection power of 7.36 kW (10 HP) coupled to an electric generator 5.5 kW. Diesel oil mixed with intake air was injected, as the oil was injected via an injector of the engine (dual mode). The fuel gas was produced in a downdraft gasifier. The engine generator was put on load system from 0.5 kW to 3.5 kW through a set of electrical resistances. Diesel oil consumption was measured with a precision scale. It was concluded that the engine converted to dual mode when using the gas for the gasification of wood decreased Diesel consumption by up to 57%.

Low cost driver device for microclimate maintenance in the pre-milking of dairy cattle

Due to the importance of the environment on animal production and thus environmental control, the study aims to build a system for monitoring and control the meteorological variables, temperature and relative humidity, low cost, which can be associated with an evaporative cooling system (ECS). The system development included all the stages of assembly, test and laboratory calibration, and later the validation of the equipment carried in the field. The validation step showed results which allowed concluding that the system can be safely used in the monitoring of these variables. The controller was efficient in management of the microclimate in the waiting corral and allowed the maintenance of the air temperature within the comfort range for dairy cattle in pre-milking with averaged 25.09 ºC during the afternoon. The equipment showed the lower cost (R$ 325.76) when compared to other middle market (R$ 450.00).

Evaluation of the heating of broilers in shed by means of gas hoods and underfloor heating

This study was conducted to evaluate and compare the behavior of the heating inside poultry shed through gas hood and underfloor heating. The experiment was conducted in poultry shed belonging to the Federal Institute of Education, Science and Technology of Triângulo Mineiro Region, Uberlândia city – state of Minas Gerais (MG), Brazil. The dimensions of the shed are 24 meters long and 9.6 meters wide and with a ceiling height of 3.2 meters. The temperature was measured with an optical thermometer of Minipa brand, MT 350 model. It was used, to the analysis of temperature behavior, the public domain software FEMM 4.2, which uses finite elements techniques, with data collected from two lots. Underfloor heating is made using hot water flowing through a serpentine type system, which is installed below the bed; this hot water is from solar heaters. An energetic and economic assessment of the warming shed for raising chickens was realized. From the results obtained with the simulations, it may observe that the heating through the floor provides a more homogeneous distribution of temperature when compared with the hood heating. The flow of heat is upwards supplying, thus, the greatest need of heating of the bird, which is the pectoral part.

Using an aerial system of remote sensing to detect different nutritional status in Brachiaria decumbens

The aim of this study was to use digital images acquired by cameras attached to a helium balloon to detect variation of the nutritional status in Brachiaria decumbens. The treatments consisted of five doses of nitrogen (0, 50, 100, 150 e 200kg ha-1) with six replications each, evaluated in a completely randomized statistical design. A remote sensing system composed of digital cameras and microcomputers was used for image acquisition, and a helium balloon lifted the cameras to the heights of 15, 20, 25 and 30m. A portable chlorophyll meter and analyses of leaf nitrogen content were used to make comparisons with data obtained by the remote sensing system. Data was acquired in two phases, in different climatic conditions. At the end of each phase, dry matter production was measured. Three vegetation indices were used to evaluate the detection of different nutritional status. The three indices were able to detect the effects of N doses. The indices constructed with the Green spectral band showed to be more efficient.

Geostatistics and remote sensing methods in the classification of images of areas cultivated with citrus

This study compares the precision of three image classification methods, two of remote sensing and one of geostatistics applied to areas cultivated with citrus. The 5,296.52ha area of study is located in the city of Araraquara - central region of the state of São Paulo (SP), Brazil. The multispectral image from the CCD/CBERS-2B satellite was acquired in 2009 and processed through the Geographic Information System (GIS) SPRING. Three classification methods were used, one unsupervised (Cluster), and two supervised (Indicator Kriging/IK and Maximum Likelihood/Maxver), in addition to the screen classification taken as field checking.. Reliability of classifications was evaluated by Kappa index. In accordance with the Kappa index, the Indicator kriging method obtained the highest degree of reliability for bands 2 and 4. Moreover the Cluster method applied to band 2 (green) was the best quality classification between all the methods. Indicator Kriging was the classifier that presented the citrus total area closest to the field check estimated by -3.01%, whereas Maxver overestimated the total citrus area by 42.94%.

Motores de reacción modernos por turbinas de gas

This Bachelor’s thesis investigates the different types of jet engines used nowadays, their performance and applications. The thesis includes a general study of dynamics of fly, engine thermodynamics and contamination.