Jauhatusparametrien vaikutus jauhatustuotteen partikkelikokoon ja suodattuvuuteen

Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia ensin jauhatusparametrien vaikutus rikastushiekan hienousasteeseen eli miten partikkelikokojakaumaa kuvaavat partikkelikoot muuttuvat. Tämän jälkeen tutkitaan miten rikastushiekan hienousasteen muuttuminen vaikuttaa jauhettujen rikastushiekkalietenäytteiden suodattuvuuteen. Partikkelikokojakauman variaatioista yritetään löytää yhteys suodinkakun ominaisvastuksen ja huokoisuuden välillä. Jauhatus suoritettiin laboratoriomittakaavan helmimyllyllä märkäjauhatuksena. Jauhatusta varten tehtiin kolmitasoinen faktorikoesuunnitelma, jossa muuttujina ovat lasihelmien halkaisija, jauhatusaika ja sekoitinelimen pyörimisnopeus. Suodatus toteutettiin vakiopainesuodatuksena kolmella eri suodatuspaineella Nutsche-suodattimella. Työn tuloksista saatiin selville, että partikkelikokojakauman leveys korreloi suodinkakun ominaisvastuksen kanssa. Kun partikkelikokojakauma leveys muuttui kapeammaksi, saatiin kakun ominaisvastus pienemmäksi ja suodatukseen kulunut aika lyheni. Kapein partikkelikokojakauman leveys saatiin suurimmalla helmen halkaisijalla, pisimmällä jauhatusajalla sekä suurimmalla sekoitusnopeudella.

Paperikoneiden pigmenttiainehylyn hyötykäyttö Atrex- laitteiston avulla

Työn kirjallisuusosassa kartoitettiin paperin valmistusprosessissa syntyvien sekundäärivirtojen käsittelyyn tarkoitettuja talteenottolaitteistoja ja niiden toimintaperiaatteita. Erityisesti keskityttiin kahden huomattavan sekundäärivirran, paperin valmistusprosessissa syntyvän pyörrepuhdistuslaitoksen rejektin sekä paperin päällystysprosessissa syntyvien pastapitoisten jätevesien käsittelyyn. Lisäksi perehdyttiin julkaistuihin käyttökokemuksiin ko. talteenottoprosesseista. Työssä optimoitiin Atrex- dispergointilaitteiston laite- ja toimintaparametrejä. Tavoitteena oli selvittää erillisten tutkimusvaiheiden avulla pidemmän viipymäajan ja kierrätyspyörrepuhdistimen vaikutusta Atrex- rejektinkäsittelylaitteiston toimintaan sekä Atrex:n soveltuvuutta päällystetyn hylyn hajotukseen. Lisäksi vertailtiin elektronimikroskoopilla neljän eri paperikoneen viimeisen pyörrepuhdistusportaan rejektinäytteitä sekä selvitettiin näytteiden sisältämän karkeanjakeen koostumusta. Elektronimikroskooppitutkimukset osoittivat päällystettyä paperia valmistavan paperikoneen pyörrepuhdistuslaitoksen rejektin ylisuurien partikkelien olevan pääasiassa flokkeja, jotka muodostuvat hienojakoisista pigmenttipartikkeleista. Havainnon perusteella rejektin käsittelyssä on kysymyksessä päällysteflokkien hajottaminen ja alkuperäisen partikkelikokojakauman palauttaminen. Kierrätyspyörrepuhdistimen lisääminen rejektinkäsittelyprosessiin paransi tutkimusvaiheen tuloksien perusteella paperikoneelle palautettavan materiaalin laatua rejektoimalla paperikoneelle palautettavasta akseptivirrasta yli 25 m:n suuruiset päällysteflokit takaisin dispergointivaiheeseen. Tutkimusvaiheen aikana saatujen käyttökokemuksien perusteella kierrätyspyörrepuhdistimen käyttämisestä osana rejektinkäsittelyprosessia ei aiheutunut mitään teknisiä tai ajettavuus ongelmia. Prosessi oli helposti hallittavissa ja palautettavanmateriaalin määrässä päästiin tavoiteltuun yli 90 %:n osuuteen.

Eräiden paperinvalmistuksessa käytettävien vahadispersioiden stabiilisuuden hallinta

Diplomityön tavoitteena oli selvittää millainen laaduntarkastus AKD-dispersioille tulisi suorittaa kuormien vastaanotossa ja tulisiko dispersioiden laatu tarkastaa uudelleen ennen annostelua. Tätä varten seurattiin toimituserien laadun tasaisuutta ja tarkasteltiin varastointiolosuhteiden vaikutusta dispersioiden säilyvyyteen. Lisäksi kartoitettiin dispersioiden käsittelyssä ja kartonginvalmistusprosessissa esiintyvien riskitekijöiden vaikutuksia kaupallisten dispersioiden stabiilisuuteen. Kirjallisuusosassa perehdyttiin kolloidisiin dispersioihin sekä niiden stabiilisuuteen vaikuttaviin tekijöihin. AKD-dispersiot valmistetaan emulgointitekniikoiden avulla, joten dispergointimenetelmien ohella käsiteltiin myös emulsioiden valmistamista. Lisäksi luotiin katsaus dispersioteknologian tärkeimpiin analyysimenetelmiin. Alkyyliketeenidimeerin osalta käsiteltiin emulgoinnin lisäksi vahan ja muiden lisäaineiden vaikutuksia dispersioiden stabiilisuuteen ja myös niiden merkitystä dispersioiden formuloinnissa. AKD-liimauksen osalta esiin tuotiin AKD:n tärkeimmät reaktiomekanismit, sillä ne liittyvät osittain myös dispersioiden stabiilisuuteen. Lopuksi luotiin lyhyt katsaus AKD-dispersioiden stabiilisuutta käsittelevään tutkimukseen, jota on toistaiseksi julkaistu varsin niukasti. Kokeellisessaosassa tarkastelun kohteeksi valittiin neljä kaupallista alkyyliketeenidimeerinvesidispersiota, joiden koostumus ja ominaisuudet selvitettiin perusteellisesti. Tarkoituksena oli auttaa ymmärtämään dispersioiden stabiilisuudessa mahdollisesti esiintyviä eroja. Laajamittainen dispersioiden karakterisointi näyttää olevan tarpeen ainakin otettaessa uutta AKD-laatua käyttöön, sillä dispersioiden koostumus ja ominaisuudet voivat vaihdella merkittävästi. AKD-dispersioiden laadussa esiintyi vaihtelua eri toimituserien välillä. Suurimmat vaihtelut havaittiin dispersioiden varaustiloissa ja partikkelikokojakaumissa. Laadun epätasaisuuden vuoksi vastaanottotarkastuksen merkitys korostuu. Vastaanottotarkastuksessa syytä olisi kiinnittää dispersion kuiva-ainepitoisuuden ohella sen viskositeettiin, varaustilaan, tehoainepitoisuuteen sekä rakenteeseen. Rakenteen tarkastelussa optinen mikroskooppi voi rutiininomaisessa seurannassa korvata partikkelikokojakauman määrittämisen. Varastointilämpötilan vaikutus dispersioidenlaatuun on merkittävä. Dispersiot säilyvät parhaiten viileässä, joten jos varastosäiliöissä ei ole jäähdytystä, on dispersioiden laadun tarkastus tarpeen myös ennen annostelua. Jotta dispersion kunnosta saadaan luotettava arvio, on viskositeetin määrittämiseen yhdistettävä vähintään rakenteen tarkastelu optisella mikroskoopilla. Mekaaninen rasitus voi dominoivasta stabilointimekanismistariippuen aiheuttaa dispersiossa hienoaineen muodostumista tai partikkelien flokkaantumista. Stabilointimekanismi vaikuttaa niin ikään partikkelien käyttäytymiseen korkeissa lämpötiloissa. Dispersioiden stabiilisuuden todettiin heikkenevän pH:n kohotessa emäksiselle alueelle. Elektrolyyttikonsentraatio vaikuttaa partikkelien mikroelektroforeettiseen ioniliikkuvuuteen merkittävästi. Kartonkikoneen märkäosan kemikaaleista anionisen retentioaineen (BMA) todettiin vuorovaikuttavan kationisten AKD-partikkelien kanssa selvimmin. Mikroelektroforeettisen ioniliikkuvuuden mittaaminen kiertovedessä todettiin tärkeäksi, sillä se kuvaa dispersion käyttäytymistä sen käyttöympäristössä.

Kuluttajapakkauskartonkien laserleikattavuuden karakterisointi

Tämän diplomityön tarkoituksena oli karakterisoida kuluttajapakkauskartonkien laserleikattavuutta. Kirjallisuusosassa perehdyttiin asiaa käsittelevään kirjallisuuteen ja tutkimuksiin ja kokeellisessa osassa käsiteltiin kuitumateriaalien laserleikkausta erilaisin leikkausparametrein. Leikattujen näytteiden leikkausrailosta otetuista mikroskooppikuvista määritettiin leikkausrailon uraleveys, purseen ja mustumisen määrä. Työssä tutkitut materiaalit olivat koivu- ja mäntysellu, CTMP, päällystämätön ja päällystetty sellukartonki sekä päällystämätön CTMP-runkoinen nestepakkauskartonki. Työssä havaittiin, että tutkitut kuitumateriaalit soveltuivat erinomaisesti laserleikkaukseen. Leikattujen kuitumateriaalinäytteiden leikkausrailo oli hyvälaatuinen eli leikkausrailo oli kapea, täydellisesti näytteen lävitse, tasainen reunoiltaan, väriltään vaalea ( ei hiiltynyt ) ja ei sisältänyt railon reunassa pystyssä olevia katkenneita kuituja ( pursetta ). Työssä todettiin myös, että kuitumateriaaleja laserleikatessa leikkausnopeus ja laserteho riippuivat lineaarisesti toisistaan. Leikkausnopeuden kasvaessa tarvittiin enemmän lasertehoa hyvälaatuisen leikkausrailon saavuttamiseksi. Tällöin leikkausuran leveys pysyi lähes vakiona. Lisäksi huomattiin, että optimisijainti polttopisteelle olisi 0.1-0.4 mm materiaalin pinnan yläpuolella, vaikka kirjallisuudesta löydettiin suosituksia sijoittaa polttopiste materiaalin pinnan alapuolelle. Näillä polttopisteen sijainnin arvoilla saavutettiin suurimmat leikkausnopeudet ja kapeimmat urat.

Paperinvalmistusprosessiin tulevien energia- ja vesivirtojen määrittäminen

Nykyaikaisessa massa- ja paperiteollisuudessa energiankulutus ja ympäristövaikutukset ovat esillä paperitehdashankkeen alusta lähtien. Tehtaat tarvitsevat suunnitteluvaiheessa energian- ja tuorevedenkulutuslukuja tuotantokustannusten arviointiin ja tehdasjärjestelmien mitoitukseen sekä ympäristölupien hakemiseen. Energiansäästäminen ja ympäristökuormituksen pienentäminen ovat kuitenkin usein toisilleen vastakkaisia tavoitteita: ympäristönsuojelu lisää energiankulutusta mm. päästöjenpuhdistuslaitteiden ja tuotantohyödykkeiden suuremman tehtaan sisäisen kierrätyksen mahdollistavien laitteiden energiankulutuksen takia. Laitetoimittaja pyrkii ilmoittamaan asiakkaalle sitovassa tarjouksessa kulutusarvot tarjouslaajuuden rajoissa mitoitustuotannolla tuotettua paperitonnia kohden. Oikein ja realistisesti määritetyt kulutusarvot ovat laitetoimittajan kilpailukykyä parantava tekijä. Tässä diplomityössä tarkastellaan perusteita paperinvalmistuslinjan tarjousvaiheessa tiedossaolevilla parametreilla tehtävää paperinvalmistuslinjan energian- ja vedenkulutusarvojen määrittämistä varten. Tarjousvaiheessa tiedetään asiakkaan tuotantotavoite sekä tuotettavan paperin laji ja laatu. Näiden tietojen perusteella tarjoussuunnittelussa valitaan koneen rakenne eli konsepti sekä mitoitusnopeus ja leveys, joilla pystytään täyttämään asiakkaan tuotantotavoitteet. Tässä diplomityössä on tarkasteltu sellaisia paperinvalmistusprosessissa kuluvia aine- ja energia-virtoja, joita tarvitaan lopputuotteen aikaansaamiseksi, mutta jotka eivät jää lopputuotteeseen. Näitä ovat vesi, sähkö, höyry, kaasu, paineilma sekä alipaineinen ilma. Tarkastelu on kohdistettu paperinvalmistusprosessiin tuleviin energia- ja vesivirtoihin. Prosessista poistuvat sekä prosessissa kiertävät energia- ja vesivirrat on huomioitu vain tulosuureiden laskemiseen vaikuttavilta osin. Työssä selvitetty paperikonelinjan stationäärin tuotantotilanteen keskimääräisiä energian- ja vedenkulutuksia ja tehoarvoja eri paperilajeilla ja laitetyypeillä. Diplomityön aikana on mahdollisuuksien mukaan käytetty hyväksi olemassa olevia mitoitus- ja simulointiohjelmia.

Hienopaperitehtaan palveluvarastointi Euroopan satamassa

Työssä perehdytään hienopaperitehtaan perustaman ja ylläpitämän palveluvaraston toimintaan eurooppalaisessa satamassa. Työn lähtökohtana on, että palveluvarasto on otettu käyttöön ja sieltä on saatavissa tehtaan määrittelemät nimikkeet. Nimikkeellä tässä työssä tarkoitetaan paperirullia, joilla on tietty kiiltotaso, pintapaino ja leveys. Työn tavoitteena on tutkia kolmen myyntiyhtiön tilaustietojen pohjalta mitä nimikkeitä varastossa tulisi olla. Toisena tavoitteena on selvittää miten varaston täydennystilaukset tulee ajoittaa ja minkä kokoisia täydennysten tulee olla, jotta niiden avulla pystytään vastaamaan kysyntään. Tutkimukseen valittiin kolmen myyntiyhtiön tilaustiedot tietyltä ajanjaksolta. Tietojen pohjalta koottiin tiedot kysytyimmistä nimikkeistä, jotka valittiin tutkimuksen keskeiseksi aineistoksi. Nimikkeistä tarkasteltiin niiden toimitusmääriä eri asiakkaille ja valittiin palveluvarastoon ehdotettavat nimikkeet. Nimikkeille laskettiin suuntaa antavat uudelleentilauspisteet ja tilauseräkoot tarkastelujakson aikaisen kysynnän perusteella. Palveluvaraston toiminnan kannalta on tärkeintä, että täydennystilaukset tehdään vallitsevan kysyntätilanteen mukaan. Tulosten pohjalta tehdas voi päättää miten palveluvarastoa kehitetään jatkossa.

Usability of laser–arc hybrid welding processes in industrial applications

Metal industries producing thick sections have shown increasing interest in the laser–arc hybrid welding process because of its clear advantages compared with the individual processes of autogenous laser welding and arc welding. One major benefit of laser–arc hybrid welding is that joints with larger gaps can be welded with acceptable quality compared to autogenous laser welding. The laser-arc hybrid welding process has good potential to extend the field of applications of laser technology, and provide significant improvements in weld quality and process efficiency in manufacturing applications. The objective of this research is to present a parameter set-up for laser–arc hybrid welding processes, introduce a methodical comparison of the chosen parameters, and discuss how this technology may be adopted in industrial applications. The research describes the principles, means and applications of different types of laser–arc hybrid welding processes. Conducted experiment processing variables are presented and compared using an analytical model which can also be used for predictive simulations. The main argument in this thesis is that profound understanding of the advanced technology of laser-arc hybrid welding will help improve the productivity of welding in industrial applications. Based on a review of the current knowledge base, important areas for further research are also identified. This thesis consists of two parts. The first part introduces the research topic and discusses laser–arc hybrid welding by characterizing its mechanism and most important variables. The second part comprises four research papers elaborating on the performance of laser– arc hybrid welding in the joining of metals. The study uses quantitative and qualitative research methods which include in-depth, interpretive analyses of results from a number of research groups. In the interpretive analysis, the emphasis is placed on the relevance and usefulness of the investigative results drawn from other research publications. The results of this study contribute to research on laser–arc hybrid welding by increasing understanding of how old and new perspectives on laser–arc hybrid welding are evidenced in industry. The research methodology applied permits continued exploration of how laser–arc hybrid welding and various process factors influence the overall quality of the weld. Thestudy provides a good foundation for future research, creates improved awareness of the laser–arc hybrid welding process, and assists the metal industry to maximize welding productivity.

Tasasähkönjakeluverkon asiakaspäätelaitteen galvaanisen erotuksen toteuttaminen

Tässä työssä tutkitaan LLC resonanssipiirin soveltuvuutta galvaanisen erotuksen toteuttamiseen tasasähkönjakeluverkon asiakaspäätelaitteessa. Tarkastellaan resonanssipiirin ominaisuuksia ja aikaisempia käyttökohteita. Tutkitaan piirin soveltuvuutta vaihtosähkö sovellukseen ja esitellään piirin toimintaa, häviöitä ja ohjausta. Esitellään pulssin leveys moduloitu (PWM) ja pulssin tiheys moduloitu (PDM) invertteri sovellukset ja näiden toimintaa. Esitetään vielä parannusehdotuksia ja kytkentäkuvio kytkennän ominaisuuksien ja hyö-tysuhteen parantamiseksi. Tutkimuksessa selvisi, että suora PDM topologia ei sovellu tähän käyttötarkoitukseen suuren suodin induktanssin vuoksi. PWM invertteri topologia jännitteen tasasuuntauksella taas sopii sovellukseen ja tällä rakenteella on mahdollista tehdä galvaaninen erotus hyvinkin hyvällä hyötysuhteella. Pehmeän kytkennän aiheuttamien häviöiden tarkka määrittely simulointimallista on parhaimmillaankin vain suuntaa-antava, mutta tulokset olivat mielestäni oikein positiivisia. LLC resonanssipiirin toimintaa tutkittiin vain resonanssitaajuudella kytkettäessä, jolloin sen jännitevahvistusominaisuuksien hyödyntäminen jää tarkastelun ulko-puolelle.

Keskikaide- ja leveän keskimerkinnän kohteet Uudenmaan ELY-keskuksen alueella : Esiselvitys

Työn tavoitteena oli selvittää kustannustehokkaat, tien nykyiseen poikkileikkaukseen toteutettavissa olevat keskikaide- ja leveän keskimerkinnän kohteet Uudenmaan ELY-keskuksen maantieverkolla. Tarkastelussa olivat mukana kaikki Uudenmaan ELY-keskuksen yksiajorataiset maantiet, jotka täyttivät vaaditut kriteerit. Yksi tärkeimmistä rajausperusteista oli tien poikkileikkaus, ja lisäksi tierekisteritiedoista otettiin huomioon mm. liikennemäärä, nopeusrajoitus ja yhtäjaksoisen osuuden pituus. Leveän keskialueen tiemerkinnän vaikutuksia liikenneturvallisuuteen kartoittaneessa Liikenneviraston selvityksessä suositellaan, että leveän keskimerkinnän kohteissa käytetään vähintään metrin levyistä keskialuetta ja kaistanleveyttä 3,25–3,5 metriä sekä vähintään 0,75 metrin päällystettyä piennarta. Tässä työssä leveän keskialueen tiemerkinnän kohteeksi katsottiin näin ollen soveltuvan tie, jonka päällysteen leveys on vähintään 9,5 metriä. Liikenneviraston laatiman tien poikkileikkauksen suunnitteluohjeen mukaisesti 1+1- keskikaideteiden poikkileikkauksen minimiarvo on 10,0 metriä ja ohjearvo 12,5 metriä. Päällysteen leveyden minimiarvo on 9,5 metriä ja ohjearvo 12,0 metriä. Tierekisteritietojen perusteella noin 30 mahdollista kohdetta tarkasteltiin maastossa, jolloin voitiin täydentää ja korjata tierekisteritietoja sekä ehdottaa kohteeseen soveltuvaa toimenpidettä. Maastokäyntihavaintojen perusteella valituille kohteille laadittiin onnettomuusanalyysi, jossa selvitettiin mm. onnettomuustiheys ja -aste sekä tiettyjen onnettomuusluokkien yleisyys tieosuudella (kohtaamis- ja ohitusonnettomuudet sekä vasemmalle suistumiset, joihin keskikaiteella ja leveällä keskimerkinnällä pyritään erityisesti vaikuttamaan). Soveltuvat kohteet priorisoitiin kolmeen luokkaan mm. onnettomuustietojen ja liikennemäärän perusteella. Mahdollisiksi keskikaidekohteiksi työssä esitettiin valtatietä 2 välillä Nummela-valtatie 25, valtatietä 5 välillä Tuusjärvi-Paaso sekä kantatietä 50 Espoossa välillä Kirkkonummi-Kauklahti. Valtatie 5 priorisoitiin luokkaan I, valtatie 2 luokkaan II ja kantatie 50 luokkaan III. Keskikaidekohteiden yhteispituus oli noin 17 km. Leveän keskimerkinnän kohteita esitettiin yhteensä 15 tielle, joista valtateitä olivat tiet 2, 4, 6, 24 ja 25. Korkeimpaan priorisointiluokkaan I määritettiin valtatie 2 välillä Nummela-Vihti, valtatie 4 välillä Lusi-Hartola, valtatie 25 välillä Nummela- Rajamäki ja Hyvinkää-Mäntsälä, kantatie 50 välillä Kirkkonummi-Kauklahti, kantatie 51 välillä Kirkkonummi-Siuntio sekä maantie 132 välillä Klaukkala-Röykkä. Priorisointiluokan I keskimerkintäkohteiden yhteispituus oli noin 140 km. Soveltuville kohteille määritettiin suuntaa-antava kustannusarvio perustuen olemassa oleviin suunnitelmiin ja selvityksiin sekä asiantuntija- arvioihin. Lisäksi kohteille määritettiin laskennallinen henkilövahinkoon johtaneiden onnettomuuksien vähenemä.

Kyrönjoen vesistötyöt : Kasvillisuuskartoitus vuonna 2012

Kyrönjoen kasvillisuuskartoitus tehtiin vuonna 2012 samalla menetelmällä kuin vuonna 2009. Kasvillisuuskartoitusta varten Ilmajoella sijaitsevan Koskenkorvan padon ja Seinäjoen Ylistarossa sijaitsevan Malkakosken padon välinen Kyrönjoki jaettiin kolmeen osa-alueeseen: 1) Koskenkorvan pato - Nikkolan silta, 2) Nikkolan silta - Munakan rautatiesilta ja 3) Munakan rautatiesilta - Malkakoski. Kullekin osa-alueelle sijoitettiin 10 kartoituslinjaa ja yksi koeala. Vuonna 2009 tehdyn kartoituksen perusteella arvioitiin, että Malkakosken yläpuolella olevan alueen ranta- ja vesikasvilajisto ei ollut vielä vakiintunut 1990- ja 2000-lukujen pengerrysten ja perkausten jälkeen. Tarkkailusuunnitelman mukaan tilannetta oli määrä tarkastella vuonna 2012, ja jos tilanne ei ole silloin vakiintunut, kartoitus uusitaan vuonna 2016. Osa-alueiden 1 ja 2 yhden metrin levyisillä rantalinjoilla oli lähestulkoon sama määrä lajeja tai sukuja, mutta Malkakosken läheisellä osa-alueella 3 niitä oli merkittävästi enemmän eli tilanne oli samankaltainen kuin vuonna 2009. Tiettyjä piennarlajeja havaittiin vuonna 2012 ainoastaan Munakan ja Kitinojan siltojen välisellä alueella. Kyseiset lajit esiintyivätkin rantalinjan yläosassa, missä oli varjostuksen puutteen ja niiton takia varsin kuivaa ja paahteista. Malkakosken läheisen osa-alueen 3 muita suurempi rantalinjoilla esiintyneiden kasvien lajimäärä selittyi ainakin osin penkereiden hoidolla. Koska penkereiden käsittely jatkuu entisenlaisena, osa-alueella 3 rantalinjalajien lukumäärä tulee luultavasti pysymään suurempana kuin muualla. Rantalinjalajien kartoitusta ei olekaan perusteltua jatkaa. Vedessä kasvaneista lajeista havaittiin, että lajimäärä oli niukkaa osa-alueella 2, vesitatar oli yleinen osa-alueilla 2 ja 3 ja leveäosmankäämi oli yleinen osa-alueella 3. Lajien niukkuuteen osa-alueella 2 ovat vaikuttaneet 1980-luvulla tapahtuneet perkaukset ja pengerrykset sekä Malkakosken aiheuttama vedenpinnan nosto 2000-luvun alussa. Vesistötyöt ovat voineet aiheuttaa vesitattaren ja leveäosmankäämin runsauden osa-alueella 3. Ulpukka on kärsinyt vesistötöistä osa-alueilla 2 ja 3. Ulpukka on mahdollisesti hitaasti palaamassa osa-alueelle 3, mutta kasvustot ovat kuitenkin toistaiseksi olleet varsin kapeita. Kaikkien vesikasvilajien kasvustojen leveys suhteutettuna jokiuoman leveyteen oli niukasti suurin osa-alueella 1, kun taas osa-alueet 2 ja 3 eivät eronneet toisistaan. Vesikasvillisuudessa tapahtuvaa kehitystä olisi aiheellista jatkaa, jotta nähtäisiin muun muassa runsastuuko ulpukka, joka on tärkeä kalanpoikasille suojaa ja ravintoa tarjoavana peittävänä lajina.

Uudenmaan ELY-keskuksen kevyen liikenteen tarveselvitys 2013

Suunnitelmassa on kuvattu Uudenmaan ELY-keskuksen kevyen liikenteen hankkeiden priorisointimenetelmä ja hankekorimenettely. ELY-keskus ylläpitää tietoa maanteiden kevyen liikenteen hanketarpeista sekä niiden kiireellisyydestä ja vaikutuksista hankekorissa. Kevyen liikenteen hankekorissa on tällä hetkellä noin 500 hanketta. Tämän selvityksen laadinnan yhteydessä hankekoriin tehtiin kokonaisvaltainen päivitys, jossa kaikki hankkeet käytiin läpi. Päivitysprosessiin sisältyi myös vuonna 2012 toteutettu laaja kuntakysely, jossa kartoitettiin kuntien näkemyksiä alueensa tärkeimmistä kevyen liikenteen hanketarpeista. Hankkeiden priorisointi perustuu kaikille hankkeille yhteneväisesti määritettyyn tarveindeksiin, jonka pohjalta hankkeet asetetaan asiantuntijatyönä kiireellisyysluokkiin. Tarveindeksi huomioi lukuisia eri tekijöitä, kuten kevyen liikenteen onnettomuuksien määrän, hankkeen pituuden, hankkeen vaikutusalueen väestön ja koululaisten määrän, koulun läheisyyden, sijainnin taajamassa tai haja-asutusalueella, joukkoliikenteen määrän, pitkämatkaisen liikenteen sekä tien tekniset ominaisuudet (muun muassa liikennemäärä, nopeusrajoitus ja pientareen leveys). Tarveindeksi on merkittävä työkalu, mutta se ei yksin määrää hankkeen kiireellisyysluokitusta. Erityisesti hankkeiden käyttäjämäärien arviointiin on viime vuosina panostettu. Kymmenien hankkeiden käyttäjämääriä on laskettu maastossa. Lisäksi ensimmäistä kertaa on hyödynnetty simulointimallin antamia arvioita hankkeiden pyöräilypotentiaalista. Hankkeiden arvioinnissa keskeisinä tekijöinä tarveindeksin ja käyttäjämäärän lisäksi ovat muun muassa kuntien näkemykset hankkeiden kiireellisyydestä, ajoneuvoliikenteen määrä ja sidokset muihin hankkeisiin sekä käytettävissä oleva rahoitus. Työssä käsiteltyjen hankkeiden lopullinen jako kiireellisyysluokkiin tehtiin edellä mainittujen tekijöiden pohjalta iteratiivisena asiantuntijatyönä. Kärkihankejoukkoon nostettiin ne hankkeet, jotka ovat kustannustehokkaita, vähentävät tehokkaimmin henkilövahinkoon johtavia onnettomuuksia, edistävät kestävää liikkumista eli kävelyn ja pyöräilyn kulkumuoto-osuuden kasvattamista sekä tukevat yhdyskuntarakenteen eheyttämistä. Parhaimmat hankkeet nostettiin A-luokkaan ja B-luokkaan jäivät ne maantieverkon hankkeet, jotka eivät tällä hetkellä ole ELY-keskuksen mielestä ajankohtaisia. Kaikkein kiireellisimmät hankkeet ovat A2-luokassa. Näitä hankkeita (9 kpl) Uudenmaan ELY-keskus haluaa edistää yhdessä kuntien kanssa 50/50-periaatteella. Seuraavaksi kiireellisimmät maantieverkon hankkeet ovat A3-luokassa (19 kpl). Näiden edistämiseen ELYkeskus voi osallistua 20 prosentilla. A-luokka käsittää kokonaisuudessaan 28 hanketta, joiden kokonaiskustannusarvion on noin 33 miljoonaa euroa. B-luokan hankkeita ELY-keskus ei rahoita. Uutena luokkana muodostettiin K-luokka. Nämä K-luokan kevyen liikenteen hankkeet ovat hyviä kevyen liikenteen hankkeita, mutta sijaitsevat kuntien asemakaavoittamilla alueilla, joissa maantien tulisi jo nyt olla osa kunnan katuverkkoa. Näiden hankkeiden edistämiseen Uudenmaan ELY-keskus osallistuu ainoastaan silloin kun maantie muutetaan kaduksi kevyen liikenteen hankkeen myötä. K1-luokkaan (12 kpl) on nostettu sellaisia hankkeita, joiden edistämisestä ELY-keskus aikoo neuvotella kuntien kanssa. Kaikkien K-hankkeiden osalta kustannusjako neuvotellaan tapauskohtaisesti. Kevyen liikenteen hankkeet palvelevat eniten paikallista ja lyhytmatkaista liikennettä, joten niiden edistäminen yhteistyössä kuntien kanssa on luontevaa ja nykyisellä ELY-keskuksen rahoitustasolla lähes välttämätöntä. ELY-keskus haluaa kehittää alueiden kävely- ja pyöräilymahdollisuuksia yhdessä kuntien kanssa. Yhdessä hankkeita rahoittamalla on mahdollista edistää hankkeita useammalla alueella. ELY-keskus toivoo, että kunnat ovat aktiivisia ja ottavat yhteyttä mikäli haluavat edistää maanteiden kävely- ja pyöräilyolosuhteita.

Effects of Fin Parameters on Gas-Side Heat Transfer Performance of H-Type Finned Tube Bundle in a Waste Heat Recovery Boiler

Alfa Laval Aalborg Oy designs and manufactures waste heat recovery systems utilizing extended surfaces. The waste heat recovery boiler considered in this thesis is a water-tube boiler where exhaust gas is used as the convective heat transfer medium and water or steam flowing inside the tubes is subject to cross-flow. This thesis aims to contribute to the design of waste heat recovery boiler unit by developing a numerical model of the H-type finned tube bundle currently used by Alfa Laval Aalborg Oy to evaluate the gas-side heat transfer performance. The main objective is to identify weaknesses and potential areas of development in the current H-type finned tube design. In addition, numerical simulations for a total of 15 cases with varying geometric parameters are conducted to investigate the heat transfer and pressure drop performance dependent on H-type fin geometry. The investigated geometric parameters include fin width and height, fin spacing, and fin thickness. Comparison between single and double tube type configuration is also conducted. Based on the simulation results, the local heat transfer and flow behaviour of the H-type finned tube is presented including boundary layer development between the fins, the formation of recirculation zone behind the tubes, and the local variations of flow velocity and temperature within the tube bundle and on the fin surface. Moreover, an evaluation of the effects of various fin parameters on heat transfer and pressure drop performance of H-type finned tube bundle has been provided. It was concluded that from the studied parameters fin spacing and fin width had the most significant effect on tube bundle performance and the effect of fin thickness was the least important. Furthermore, the results suggested that the heat transfer performance would increase due to enhanced turbulence if the current double tube configuration is replaced with single tube configuration, but further investigation and experimental measurements are required in order to validate the results.

Wood species identification by visual characterization of fibers

Kandidaatintyö tehtiin osana PulpVision-tutkimusprojektia, jonka tarkoituksena on kehittää kuvapohjaisia laskenta- ja luokittelumetodeja sellun laaduntarkkailuun paperin valmistuksessa. Tämän tutkimusprojektin osana on aiemmin kehitetty metodi, jolla etsittiin kaarevia rakenteita kuvista, ja tätä metodia hyödynnettiin kuitujen etsintään kuvista. Tätä metodia käytettiin lähtökohtana kandidaatintyölle. Työn tarkoituksena oli tutkia, voidaanko erilaisista kuitukuvista laskettujen piirteiden avulla tunnistaa kuvassa olevien kuitujen laji. Näissä kuitukuvissa oli kuituja neljästä eri puulajista ja yhdestä kasvista. Nämä lajit olivat akasia, koivu, mänty, eukalyptus ja vehnä. Jokaisesta lajista valittiin 100 kuitukuvaa ja nämä kuvat jaettiin kahteen ryhmään, joista ensimmäistä käytettiin opetusryhmänä ja toista testausryhmänä. Opetusryhmän avulla jokaiselle kuitulajille laskettiin näitä kuvaavia piirteitä, joiden avulla pyrittiin tunnistamaan testausryhmän kuvissa olevat kuitulajit. Nämä kuvat oli tuottanut CEMIS-Oulu (Center for Measurement and Information Systems), joka on mittaustekniikkaan keskittynyt yksikkö Oulun yliopistossa. Yksittäiselle opetusryhmän kuitukuvalle laskettiin keskiarvot ja keskihajonnat kolmesta eri piirteestä, jotka olivat pituus, leveys ja kaarevuus. Lisäksi laskettiin, kuinka monta kuitua kuvasta löydettiin. Näiden piirteiden eri yhdistelmien avulla testattiin tunnistamisen tarkkuutta käyttämällä k:n lähimmän naapurin menetelmää ja Naiivi Bayes -luokitinta testausryhmän kuville. Testeistä saatiin lupaavia tuloksia muun muassa pituuden ja leveyden keskiarvoja käytettäessä saavutettiin jopa noin 98 %:n tarkkuus molemmilla algoritmeilla. Tunnistuksessa kuitujen keskimäärinen pituus vaikutti olevan kuitukuvia parhaiten kuvaava piirre. Käytettyjen algoritmien välillä ei ollut suurta vaihtelua tarkkuudessa. Testeissä saatujen tulosten perusteella voidaan todeta, että kuitukuvien tunnistaminen on mahdollista. Testien perusteella kuitukuvista tarvitsee laskea vain kaksi piirrettä, joilla kuidut voidaan tunnistaa tarkasti. Käytetyt lajittelualgoritmit olivat hyvin yksinkertaisia, mutta ne toimivat testeissä hyvin.

Leveiden keskimerkintöjen liikenneturvallisuusvaikutusten arviointi

Tämän raportin tavoitteena oli käsitellä leveiden keskimerkintöjen liikenneturvallisuusvaikutuksia, toteuttaa mielipidekysely kantatie 54 kokeiluosuuden vaikutusalueella sekä esitellä aiemmin tehdyt tutkimukset ja leveiden keskimerkintöjen taustaa. Raportin on laatinut Eino Lahtinen Hämeen ammattikorkeakoulusta opinnäytetyönään. Työn taustateoriaksi syvennyttiin leveiden keskimerkintöjen historiaan Suomessa ja ulkomailla sekä Suomessa tehtyihin tutkimuksiin aiheesta. Suomessa ja ulkomailla on havaittu jo vuosikymmenten ajan korkealuokkaisten teiden liikenneturvallisuuden heikentyneen liikenteen lisääntyessä. Kohtaamis- ja ohitusonnettomuuksien jäljet ovat usein raakaa katseltavaa ja luettavaa. Huoli kohtaamis- ja ohitusonnettomuuksien määristä ja niiden vakavuuksista painostaa etsimään ratkaisuja tämän kaltaisten onnettomuuksien vähentämiseksi. Tästä syystä on 1980-luvulta lähtien aktiivisesti etsitty liikenneturvallisuutta parantavia kustannustehokkaita ratkaisuja. Visuaalisia vaikutuksia arvioidessa havaittiin jo varhain kaistan leveyden visuaalisen kaventamisen johtavan ajonopeuksien laskuun, joka vähentää onnettomuuksia ja niiden vakavuuksia. Yhdeksi ratkaisuksi esitettiin leveää keskimerkintää, josta on ollut erilaisia kokeiluja ulkomailla 1996 ja Suomessa 2009 lähtien. Työn tuloksena voidaan esittää, että leveiden keskimerkintöjen vaikutukset ajokäyttäytymiseen ovat melko vähäiset, sillä lähes puolet kyselyyn vastanneista ei havainnut muutosta omassa tai muiden ajokäyttäytymisessä. Työn perusteella arvioidaan, että leveät keskimerkinnät vähensivät henkilövahinkoon johtaneita ohitus-, kohtaamis- ja vasemmalle suistumisonnettomuuksia 17 – 21 %. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että leveitä keskimerkintöjä käytettäessä on varmistuttava riittävästä piennarleveydestä (vähintään 1 m). Leveää keskimerkintää voidaan käyttää alueilla, jossa tien päällysteen leveys on vähintään 10 m, KVL vähintään 1500 ajon/vrk ja tiejakson pituus vähintään 10 km. Leveän keskialueen tulisi olla metrin levyinen.