Infrasound cooling of a steel plate
(2024) In Department of Energy Sciences MVKM01 20241Department of Energy Sciences
- Popular Abstract (Swedish)
- Kan bastung musik svalka i sommarvärmen?
Många söker svalka i sommarvärmen genom ett dopp i havet eller genom att slå på
fläkten, men hade även lågfrekventa ljud kunnat kyla ner dig i hettan? Det är
i alla fall vad en ny studie har kommit fram till om man gör en fri och fantasifull tolkning av den. Studien riktar nämligen in sig på infraljudskylning av stålplåt.
Men vad är infraljud? Det korta svaret är att det är ljud med så låg frekvens att vi
människor inte uppfattar det som ljud. Vanligtvis brukar man säga att det gäller ljud som har en frekvens under 20 Hz. Naturligt förekommer infraljud ibland i samband med jordbävningar eller vulkanutbrott. Detta skulle kunna vara anledningen till att djur ofta vet i förväg att en... (More) - Kan bastung musik svalka i sommarvärmen?
Många söker svalka i sommarvärmen genom ett dopp i havet eller genom att slå på
fläkten, men hade även lågfrekventa ljud kunnat kyla ner dig i hettan? Det är
i alla fall vad en ny studie har kommit fram till om man gör en fri och fantasifull tolkning av den. Studien riktar nämligen in sig på infraljudskylning av stålplåt.
Men vad är infraljud? Det korta svaret är att det är ljud med så låg frekvens att vi
människor inte uppfattar det som ljud. Vanligtvis brukar man säga att det gäller ljud som har en frekvens under 20 Hz. Naturligt förekommer infraljud ibland i samband med jordbävningar eller vulkanutbrott. Detta skulle kunna vara anledningen till att djur ofta vet i förväg att en naturkatastrof är på ingång då många djur kan uppfatta lägre frekvenser än människan. På grund av sina låga frekvenser har infraljuden en lång våglängd. Förutom frekvens är ljudtrycket den viktigaste parametern för att karaktärisera infraljud. När man pratar om hörbart ljud bestämmer ljudtrycket hur hög ljudvolym ljudet har.
Hur kan infraljud bidra till bättre kylning av stålplåt? För att förstå det
måste först fenomenet resonans förklaras. När ett ljud utbreder sig i ett stängt rör där längden av röret motsvarar en multipel av halva ljudets våglängd uppstår resonans. Resonans gör att ljudet förstärks inne i röret. I studien användes ett rör som motsvarade halva våglängden av infraljudet. Vid den här typen av resonans är svängningen som störst i mitten av rörlängden. Det innebär att luften kring
mittpunkten kommer att förflytta sig mycket fram och tillbaka. Genom att placera en
kylkammare på denna plats kan luftrörelsen användas för att öka kylningen av en
varm plåt som är placerad i kylkammaren. Principen är inte helt olik hur en fläkt kan användas för att leda bort värme från ett varmt föremål, men då svängningarna byter riktning flera gånger per sekund blir kylningen jämnare över hela plåten.
Varför är man intresserad av den här typen av kylning av stålplåt? Först
och främst innebär en effektivare kylning att plåtarna kan tillbringa mindre tid på de kylbäddar plåtarna idag svalnar på. Dessutom kan bäddarna bli kortare. Detta
innebär att hela processen kan effektiviseras och att produktionsvolymerna kan öka.
Men det finns också ett annat användningsområde. Inom specialstålsbranschen är
det viktigt att stålet härdas med rätt kylningshastighet vid rätt temperaturintervaller.
Genom att precisionsstyra kylningshastigheten med hjälp av infraljud kan nya stål
utvecklas och produceras.
Vad visade studien? I studien testades frekvensens och ljudtryckets påverkan på
värmeövergångstalet. Ett högre värmeövergångstal motsvarar snabbare kylning.
Studien kom fram till att ljudtrycket hade störst påverkan på värmeövergångstalet.
Ett högre ljudtryck gav ett högre värmeövergångstal. Till synes hade frekvensen en
väldigt liten påverkan på värmeövergångstalet men det visade sig att frekvensen hade stor påverkan på ljudtrycket och därför även stor påverkan på värmeövergångstalet.
För att få så högt ljudtryck som möjligt ska frekvensen vara så hög som möjlig. Det
finns dock antagligen en gräns för hur hög frekvens man kan använda eftersom
kylningen blir jämnare ju lägre frekvens man använder.
Så hur blir det då i sommarvärmen? Kommer bastung musik att svalka dig i
framtiden? Kanske om du är en stålplåt på SSAB och om du uppskattar riktigt
lågfrekventa bastoner. Vi får dock se vad framtiden har i kikaren för
infraljudstekniken! (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9173447
- author
- Strandh, Emrik LU
- supervisor
- organization
- course
- MVKM01 20241
- year
- 2024
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- Infrasound cooling, Steel plate, Heat transfer coefficient, Natural convection, Forced convection, Acoustics, Resonance
- publication/series
- Department of Energy Sciences
- report number
- LUTMDN/TMHP-24/5599-SE
- ISSN
- 0282-1990
- language
- English
- additional info
- This master thesis was carried out in collaboration with SSAB in Oxelösund and Infrasonik AB in Spånga. The test equipment was lended by Infrasonik AB and the experimental work was carried out at LTH in Lund.
- id
- 9173447
- date added to LUP
- 2024-09-06 09:43:58
- date last changed
- 2024-09-06 13:14:35
@misc{9173447, author = {{Strandh, Emrik}}, issn = {{0282-1990}}, language = {{eng}}, note = {{Student Paper}}, series = {{Department of Energy Sciences}}, title = {{Infrasound cooling of a steel plate}}, year = {{2024}}, }