Väitös energiatekniikan alalta, DI Viljami Maakala

Diplomi-insinööri Viljami Maakala väittelee 22.3.2019 kello 12 Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulussa, konetekniikan laitoksella, aiheesta Soodakattiloiden numeerinen virtausmallinnus ja matemaattinen optimointi. Väitöskirjan englanninkielinen nimi on Computational Fluid Dynamics Modeling and Mathematical Optimization of Recovery Boilers. Väitöksen ala on energiatekniikka.

Soodakattilaa käytetään mustalipeän polttamiseen, joka on sellunvalmistusprosessin sivutuote sekä uusiutuva polttoaine. Soodakattilat ovat myös hyvin tärkeä osa sähkön- ja lämmöntuotantoa, sillä maailmassa poltetaan vuosittain noin 200 miljoonaa tonnia mustalipeän kuiva-ainetta.

Tässä väitöstyössä tutkittiin soodakattilan sisäisiä fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja sekä virtaussimuloinnin että matemaattisen optimoinnin avulla ja yhdistettiin nämä menetelmät. Ensisijaisena tavoitteena oli tutkia erilaisten suunnitteluratkaisujen vaikutuksia näihin prosesseihin numeerisesti ja systemaattisesti ensimmäistä kertaa. Toisena tavoitteena oli löytää sopivia menetelmiä tämänkaltaisiin laskennallisesti haastaviin erittäin suuren kokoluokan sovellusten optimointitehtäviin.

Tämä väitöstyö on yksi ensimmäisistä kattavista soodakattilan sisäisiä prosesseja käsittelevistä numeerisista tutkimuksista. Merkittävää uutta tietoa saatiin tulipesän geometrian suunnittelusta, tulistinalueen geometrian suunnittelusta ja palamisilmajärjestelmän suunnittelusta. Lisäksi väitöstyössä tehtiin poikkeuksellinen vertailu simulointien ja teollisen kokoluokan mittausten välillä tulistinalueella. Merkittävää uutta tietoa saatiin myös optimointimenetelmien käytöstä soodakattiloiden ja samankaltaisten erittäin suuren kokoluokan sovellusten yhteydessä.

Vastaväittäjä: Professori Anders Brink, Åbo Akademi

Valvoja: Professori Mika Järvinen, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, konetekniikan laitos

Väitöskirjan verkko-osoite: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-8438-1

Väittelijän yhteystiedot: Viljami Maakala, [email protected]