Impingement jet cooling of end windings in a high-speed electric machine

The rotational speed of high-speed electric machines is over 15 000 rpm. These machines are compact in size when compared to the power rate. As a consequence, the heat fluxes are at a high level and the adequacy of cooling becomes an important design criterion. In the high-speed machines, the air gap between the stator and rotor is a narrow flow channel. The cooling air is produced with a fan and the flow is then directed to the air gap. The flow in the gap does not provide sufficient cooling for the stator end windings, and therefore additional cooling is required. This study investigates the heat transfer and flow fields around the coil end windings when cooling jets are used. As a result, an innovative and new assembly is introduced for the cooling jets, with the benefits of a reduced amount of hot spots, a lower pressure drop, and hence a lower power need for the cooling fan. The gained information can also be applied to improve the cooling of electric machines through geometry modifications. The objective of the research is to determine the locations of the hot spots and to find out induced pressure losses with different jet alternatives. Several possibilities to arrange the extra cooling are considered. In the suggested approach cooling is provided by using a row of air jets. The air jets have three main tasks: to cool the coils effectively by direct impingement jets, to increase and cool down the flow that enters the coil end space through the air gap, and to ensure the correct distribution of the flow by forming an air curtain with additional jets. One important aim of this study is the arrangement of cooling jets in such manner that hot spots can be avoided to wide extent. This enables higher power density in high-speed motors. This cooling system can also be applied to the ordinary electric machines when efficient cooling is needed. The numerical calculations have been performed using a commercial Computational Fluid Dynamics software. Two geometries have been generated: cylindrical for the studied machine and Cartesian for the experimental model. The main parameters include the positions, arrangements and number of jets, the jet diameters, and the jet velocities. The investigated cases have been tested with two widely used turbulence models and using a computational grid of over 500 000 cells. The experimental tests have been made by using a simplified model for the end winding space with cooling jets. In the experiments, an emphasis has been given to flow visualisation. The computational analysis shows good agreement with the experimental results. Modelling of the cooling jet arrangement enables also a better understanding of the complex system of heat transfer at end winding space.

Konenäköinvestoinnin soveltuvuus- ja esikannattavuustukimus sahalaitoksessa

Diplomityön tavoitteena oli selvittää sahalaitokselle mahdollisen konenäköinvestoinninsoveltuvuus ja kannattavuus. Tutkimus rajattiin vaihtoehtojen tunnistamisen ja investoinnin kannattavuuden alustavaan analyysiin. Tutkimuksessa arvioitiin konenäkötekniikan mahdollisuuksia sahateollisuusprosessissa yleisesti sekä erityisesti sahatavaran pitkittäis- ja poikittaissuuntaisissa sahatavaran pinnantarkastuksissa. Konenäköjärjestelmien toimittajia ja heidän referenssejään haastattelemalla saatiin selvitettyä tarjottujen järjestelmien tekninen soveltuvuus. Tutkimus liitettiin työn toimeksiantajan toimintastrategiaan, jotta voitiin arvioida mahdollisimman kattavasti kaikki investoinnilla saavutettavat hyödyt. Kannattavuuslaskentaa varten arvioitiin investoinnilla saavutettavat nettotuotot suunnitellulle pitoajalle. Laskennassa käytettiin perinteisiä investointilaskentamenetelmiä kuten nykyarvomenetelmää, takaisinmaksuaikaa ja sisäistä korkokantaa. Poikittaissuuntainen sahatavaran pinnantarkastus tuoreen ja kuivan tavaran tasaamolla todettiin teknisesti toteuttamiskelpoiseksi vaihtoehdoksi. Kyseisessä vaihtoehdossa liitännäisinvestointien määrän arvioidaan jäävän melko vähäisiksi. Konenäköinvestoinnin voidaan arvioida kannattavan, muttakannattavuuden edellytyksenä on vahva johdon ja muun henkilöstön sitoutuminen uuteen haasteeseen.

Modeling and Simulation ofReal-Time System as a Tool to Improve Capacity Management - Case Fenix

Tämän tutkimustyön kohteena on TietoEnator Oy:n kehittämän Fenix-tietojärjestelmän kapasiteettitarpeen ennustaminen. Työn tavoitteena on tutustua Fenix-järjestelmän eri osa-alueisiin, löytää tapa eritellä ja mallintaa eri osa-alueiden vaikutus järjestelmän kuormitukseen ja selvittää alustavasti mitkä parametrit vaikuttavat kyseisten osa-alueiden luomaan kuormitukseen. Osa tätä työtä on tutkia eri vaihtoehtoja simuloinnille ja selvittää eri vaihtoehtojen soveltuvuus monimutkaisten järjestelmien mallintamiseen. Kerätyn tiedon pohjaltaluodaan järjestelmäntietovaraston kuormitusta kuvaava simulaatiomalli. Hyödyntämällä mallista saatua tietoa ja tuotantojärjestelmästä mitattua tietoa mallia kehitetään vastaamaan yhä lähemmin todellisen järjestelmän toimintaa. Mallista tarkastellaan esimerkiksi simuloitua järjestelmäkuormaa ja jonojen käyttäytymistä. Tuotantojärjestelmästä mitataan eri kuormalähteiden käytösmuutoksia esimerkiksi käyttäjämäärän ja kellonajan suhteessa. Tämän työn tulosten on tarkoitus toimia pohjana myöhemmin tehtävälle jatkotutkimukselle, jossa osa-alueiden parametrisointia tarkennetaan lisää, mallin kykyä kuvata todellista järjestelmää tehostetaanja mallin laajuutta kasvatetaan.

Yhdyskuntalietteen ja biopolttoaineiden käsittelyketjujen ja polton teknistaloudellinen tarkastelu

Työn tavoitteena on kartoittaa yhdyskuntalietteen ja kierrätys- sekä biopolttoaineiden käsittelyä ja polttoa lietteenpolttolaitoksen tarpeita ajatellen. Lietteen käsittelyketjun ja kierrätys- sekä biopolttoaineketjujen tekninen tarkastelu on siis työn keskeinen tavoite. Lisäksi lasketaan polttolaitoksen suurimpia mahdollisia investointikustannuksia eri polttoainevaihtoehdoilla. Työssä tehdään muun ohella case-tarkastelua Kaakkois- Suomen alueeseen liittyen. Tavoitteena on muodostaa tarkoitukseen soveltuva polttoaineratkaisu kullekin tapauk-selle. Työn alkuosassa tutustutaan yleisesti lietteeseen sekä polttoaineen että jätteen roolissa. Tarkastelu sisältää tietoja lietteen ominaisuuksista sekä lietteenkäsittelyssä olennaisista lainsäädännöllisistä seikoista. Samoin katsastetaan hieman lietteen esikäsittelyä, mekaanista vedenerotusta, termistä kuivausta ja polttoa tarkastellaan yleisessä valossa. Lisäksi alkuosassa keskitytään eri bio- jakierrätyspolttoainevaihtoehtoihin tarkastelemalla niiden yleisyyttä polttoaineena sekä esittelemällä niiden käsittelyketjuja. Työn loppupuoliskolla kiinnitetään huomiota case tapausten avulla polttolaitoksesta saataviin tuottoihin sekä millaisen liikkumavaran eri polttoainevaihtoehdot investointien osalta sallivat. Case-tapauksissa pohditaan Kymenlaakson ja Etelä-Karjalan paikallisia lietteen-polttomahdollisuuksia yhdistettynä kierrätys- tai biopolttoaineisiin. Mekaanisesti kuivattua lietettä käsitellään kyseisissä tapauksissa vuosittain 6000 t ja 15 000 t. Lietteen polton tuottama sähkö- ja lämpöteho näyttävät riippuvan voimakkaasti lietteen kuiva-ainepitoisuudesta, eivät niinkään lietteen muista ominaisuuksista. Lisäksi joko bio- tai kierrätyspolttoaineella saadaan sähkön- ja lämmöntuotantoa nostettua huomattavasti.

Usefulness of pericardial and pleural fluids for the postmortem diagnosis of sepsis.

The purpose of this study was to evaluate the postmortem distributions of procalcitonin (PCT), C-reactive protein (CRP), soluble triggering receptor expressed on myeloid cells-1 (sTREM-1) and soluble interleukin-2 receptor (sIL-2R) levels in postmortem serum from femoral blood, pericardial fluid and pleural fluid in a series of sepsis-related fatalities (12 subjects) and control cases (20 subjects) that underwent medico-legal investigations. Our aim was to assess the diagnostic potential of the results obtained from pericardial and pleural fluid analysis in identifying sepsis-related deaths. All sepsis-related cases had a documented, clinical diagnosis that was established in vivo during hospitalization. Pneumonia was the main infectious focus identified during autopsy and histology. Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pnemoniae and Escherichia coli were the most commonly identified bacteria in blood and lung tissue cultures. The preliminary results corroborate the usefulness of PCT, CRP, sTREM-1 and sIL-2R determination in postmortem serum for the identification of sepsis-related deaths. Moreover, the data suggest that, as far as PCT, CRP, sTREM-1 and sIL-2R measurements are concerned, pericardial and pleural fluids can be considered suitable alternatives to postmortem serum should femoral blood prove unavailable at autopsy.

Tertiary treatment of pulp and paper mill effluents

Työn tavoitteena oli selvittää mitä käsittelyvaihtoehtoja on olemassa jäteveden puhdistamon tertiäärikäsittelyyn ja miten suuri tarve paperi- ja selluteollisuuden prosessivesien puhdistukseen on. Tarkoituksena oli saada käsitys koko tertiäärikäsittelystä eri näkökulmista. Lopuksi läpikäytiin tertiäärikäsittelymenetelmiä ja etsittiin mahdollisia uusia menetelmiä, joita voitaisiin käyttää jäteveden tertiääripuhdistukseen. Ensimmäisenä työssä on perehdytty jäteveden koostumukseen paperi- ja selluteollisuudessa ja puhdistukseen ilmastetulla aktiivilietemenetelmällä, jotta tertiäärikäsittely ymmärrettäisiin konseptina paremmin. Lisäksi työssä selvitettiin tertiäärikäsittelyn tarvetta ja vaihtoehtoja sen käyttämättä jättämiselle teollisuuden ja muun ympäristöä vahingoittavan toiminnan ympäristönäkökohdat huomioonottaen. Lyhyiden menetelmäesitysten jälkeen kiteytetään tertiäärikäsittelyn ympäristönäkökohdatja vaihtoehdot sen käytölle yhteenvetona, jossa otetaan huomioon myös viranomaisten, yrityksen ja BAT referenssien sisältämä tieto tertiäärikäsittelystä. Työn kokeellinen osa sisältää erään tertiäärikäsittelysovelluksenrakentamisen, koekäytön ja laboratorioanalyysien yhteenvedon. Lisäksi menetelmää verrataan kustannus-tehokkuudeltaan vastaavien menetelmien kanssa. Tarkoituksena oli löytää jäteveden tertiäärikäsittelyyn sopiva laitteisto, jonka toimintaanei sisältyisi kemikaalien annostelua ja sitä käytettäisiin lähinnä jätevedenpuhdistamon ongelmatilanteiden väliaikaiseksi ratkaisuksi. Mahdollisesti se voisi toimia myös jatkuvatoimisesti veden kirkastuksessa. Diplomityössä rakennettu laitteisto, jota käytettiin myös pilot koeajoissa, ei ollut paras mahdollinen laitteisto tertiäärikäsittelyn toteuttamiseksi paperi- ja selluteollisuudessa, mutta kilpailukykyinen muiden laitteistojen kanssa. Laitteiston toimintaperiaate on kuitenkin käyttökelpoinen tietyin varauksin ja sitä voidaan käyttää vedenpuhdistamiseen.

Assigning and combining probabilities in single-case studies

There is currently a considerable diversity of quantitative measures available for summarizing the results in single-case studies. Given that the interpretation of some of them is difficult due to the lack of established benchmarks, the current paper proposes an approach for obtaining further numerical evidence on the importance of the results, complementing the substantive criteria, visual analysis, and primary summary measures. This additional evidence consists of obtaining the statistical significance of the outcome when referred to the corresponding sampling distribution. This sampling distribution is formed by the values of the outcomes (expressed as data nonoverlap, R-squared, etc.) in case the intervention is ineffective. The approach proposed here is intended to offer the outcome"s probability of being as extreme when there is no treatment effect without the need for some assumptions that cannot be checked with guarantees. Following this approach, researchers would compare their outcomes to reference values rather than constructing the sampling distributions themselves. The integration of single-case studies is problematic, when different metrics are used across primary studies and not all raw data are available. Via the approach for assigning p values it is possible to combine the results of similar studies regardless of the primary effect size indicator. The alternatives for combining probabilities are discussed in the context of single-case studies pointing out two potentially useful methods one based on a weighted average and the other on the binomial test.

La Capacitat d'adaptació de la universitat a l'obtenció de resultats i l'educació dels intangibles : un moment clau

Les tendències socioeconòmiques actuals imposen noves exigències als sistemes que confi guren les economies nacionals, i els obliguen a cercar alternatives perquè els individus desenvolupin les competències que es requereixen. En aquest sentit, són molts els escenaris on es discuteix i es planteja un canvi en l’educació que s’adeqüi als requeriments d’un entorn que exigeix cada cop més la valoració dels resultats i la competitivitat, i això no hauria de conduir la universitat a descuidar la formació dels valors més humans i intangibles.

Jätehuoltosuunnitelma Pohjois-Karjalan keskussairaalan laajennus K:ssa

Tämän työn tarkoituksena oli suunnitella toimiva jätehuoltoPohjois-Karjalan keskussairaalan alueelle vuosina 2007-2008 rakennettavaan laajennus K:hon. Tavoitteena oli löytää kustannustehokas ja hyvin vanhan rakennuskannan logistiikan kanssa yhteen toimiva jätehuollon vaihtoehto. Suunnittelua ohjasivat lakien, asetusten ja muiden määräyksien ohella laajennuksen pitkälle edennyt suunnitteluvaihe ja vanhan rakennuskannan jätehuollon toimintatavat. Jätehuolto on yksi merkittävä osa sairaalan perustehtävää palvelevista tukitoiminnoista. Jätehuoltojärjestelmä on sairaanhoitotyötä palveleva, jos järjestelyt ovat loogisia, toimivia ja logistiset yhteydet ovat mahdollisimman lyhyitä. Nykyinen ihmistyövoiman käyttöön perustuva jätehuollon prosessi on esitetty varsin tarkasti, sillä laajennuksen jätehuoltosuunnitelman on käytännön syistä pohjauduttava nykyiseen toimintatapaan. Työssä esitetään uusia jätehuollon vaihtoehtoja kustannusarvioineen, mutta ehdotukset jäävät lähinnä visiotasolle laajennuksen pitkälle ehtineen suunnitteluvaiheen vuoksi. Konkreettiset vaihtoehdot koskevat jätejakeiden keräystä ja niiden kuljetuksia. Keskus sairaalan jätehuollon tehostaminen vaatii kokonaisvaltaisen jätehuoltosuunnitelman laatimista koko sairaalan alueelle. Sen myötä on mahdollista lisätä kustannustehokkuutta ottamalla käyttöön teknisiä ratkaisuja. Jätehuoltosuunnitelma laajennukseen on työssä tehty, mutta työn suurimmaksi saavutukseksi jää kuitenkin esitys myöhempien hakkeiden jätehuollon suunnittelun aikaistamisesta jo hankesuunnitteluvaiheeseen.

Osaaminen tietämyksen tukena kehitettäessä aikuisopiston työprosesseja

Osaaminen voi muodostua ongelmaksi yritysten kilpailukyvylle, jos siihen ei kiinnitetä huomiota jo strategiasuunnittelusta lähtien. Vaikka asiakkaiden muuttuneet odotukset kyettäisiinkin kohdentamaan ennen kilpailijoita, saattaa olla, että siihen ei pystytä vastaamaan, jos ei ehditä oppimaan uutta tai uudella tavalla. Diplomityön tavoitteena on laatia Etelä-Karjalan aikuisopistollehenkilöstön osaamisen kehittämiskuvaus siitä, kuinka strategian määrittämisestälähtien voidaan henkilöstön osaamista parantaa ja pyrkiä luomaan kilpailuetua markkinoilla. Henkilöstön osaamisen kehittäminen tulee olla suunnitelmallista, tarvittaessa yksilön, ryhmän ja organisaation edut huomioivaa, riittävän yksinkertaista ja konkreettista, jotta suunnitelma voidaan toteuttaa, seurata ja edelleenkehittää. Työn teoriaosassa on kuvattu vision ja strategian merkitystä osaamisen kehittämiseen. Lisäksi on tarkasteltu yksilön oppimista, oppimisen prosessia ja sen kehittymistä organisaation kyvykkyydeksi. Osaamisen infrastruktuuria on lähestytty organisaatiokulttuurin, sitouttamisen ja kehittämisjärjestelmän näkökulmasta. Empiirisessä osuudessa on tuotu esiin aikuisopiston henkilöstön osaamisen kehittämisen tavoitteet, nykyiset käytännöt, kehittämisen vaihtoehdot sekä jatkotoimenpiteet. Osaaminen on aikuisopiston henkilöstön ammattitaidon perusta. Osaamistarpeen määrittämisen tulee keskittyä aikuisopiston ydinosaamisen kehittämiseen. Henkilöstö tulisi nähdä motivoinnin ja sitouttamisen kautta inhimillistä tietopääomaa kasvattavana tekijänä, johon voidaan sujuvasti liittää aineeton pääoma (data, informaatio jne.) sekä strateginen reservi, kuten kilpailuetua tuottava innovointitoiminta.