I takt med att hållbar utveckling blir mer aktuellt och det ställs högre krav på produkter att eftersträva såväl FN:s klimatmål som målen för Grön teknik, arbetar företag aktivt för att effektivisera sina produkter. Effektiviteten för en roterande värmeväxlare innefattar främst den termiska verkningsgraden, vilket beror på hur mycket värme som återvinns från byggnadens utgående luft till den ingående. Studier påvisar att värmeöverföringen i rotorns folie från rotorns varma till kalla sida (longitudinell termisk konduktivitet) reducerar rotorns verkningsgrad. Denna studie undersöker hur slitsar i en rotors folie påverkar den longitudinella termiska konduktiviteten. Den metod som främst tillämpats är experiment som har utförts på en enskild plan folie och miniatyrrotorer. För respektive uppsättning jämförs en modell med och utan slitsar samt att resultatet ställs i korrelation med teori inom värmeledning. Ett förslag på applicering av slitsar i produktion presenteras och tillämpas för att skapaden prototyp som testas experimentellt. Slitsarnas konstellation bestäms dels utifrån appliceringsmetoden, men även handberäkningar och numeriska beräkningar genom finita elementmetoden. Flera experiment har genomförts där samtliga påvisar att slitsar i materialet medför en lägre termisk konduktivitet. Utifrån resultaten uppmättes en reducering av materialets termiska konduktivitet upp till 29,5 %. Vidare diskuteras osäkerheten med resultatet vilka bland annat innefattar värmeförluster, mätosäkerhet och den mänskliga faktorn. Slutligen presenteras utvecklingspotential med studien och förslag på framtida arbeten. Studien anses vara unik i sitt slag och därmed en grund för förhoppningsvis många intressanta framtida arbeten. / As sustainable development is getting more relevant and higher demands are placed on products to pursue the UN climate goals and the goals for Green Tech, companies areactively working to make their products more efficient. The efficiency of a heat wheelincludes mainly the thermal efficiency which depend on how much heat that is recycled from the extracted air to the supply air of a building. Studies show that heat whichtransfers through the material in the heat wheel from the hot side to the cold side (longitudinal thermal conductivity) reduces the efficiency. This study examines how the application of slits in the heat wheels material affect the longitudinal thermal conductivity. The main method used in this study are experiment which have been conducted both on a single piece of foil and on a heat wheel. For each set, a model with and without slits are compared whose results are placed in correlation with the theory of thermal conductivity. A suggestion of the slits application in the production are presented and used to make the prototype which are tested through experiment. The constellation of the slits aredetermined through the method of application, analytical calculations and numerical simulations by the finite element method. Several experiments have been conducted and all demonstrate that the application of slits in the material generate a lower thermal conductivity. Based on the results, a reduction of the materials thermal conductivity measured up to 29,5 %. Furthermore, the uncertainty of the results are discussed which includes, among other things, heat loss,measurement uncertainty and human error. Finally, development possibilities with the study will be presented with some suggestions for future work. The study is considered unique by its nature and therefore, hopefully a solid foundation for future studies.

Mastic asphalt is a material which in Sweden mainly is used as coating for bridges, parking decks, courtyards and terraces. Mastic asphalt is a material built-up by a combination of bitumen (a type of binder), well-graded aggregate (consists of both coarse and fine ballast), filler, sand and sometimes also fine graded macadam. Mastic asphalt is described as a material which in Sweden have potential to expand further.  At the same time, it is becoming increasingly popular to construct buildings with solid timber frames. In 2019, the Swedish market for forestry and algaculture was analyzed, after which cross-laminated timber proved to be the construction-material that increases most in popularity. In constructions, mastic asphalt and timber may be combined. In Växjö Sweden for example, a parking deck called Limnologen is constructed with both timber frames and mastic asphalt as pavement. Another example were mastic asphalt and timber have been combined is an enormous car park built in Studen, Switzerland, which have 2142 parking lots. The aim of this master thesis was to develop a temperature-dependent thermal conductivity (for mastic asphalt BPGJA-11) which resulted in temperature development curves that correlated well with the results presented in Ellinor Sanned’s bachelor thesis “Insulation of timber with concrete and cast asphalt”. Sanned performed laboratory work were two different samples of mastic asphalt was tested in a cone calorimeter. The cone calorimeter was set to 51 kW/m2 and Sanned measured the temperature development beneath the mastic asphalt. The thermal conductivities for mastic asphalt were, in this master thesis, developed by using inverse calculation in the finite element program TASEF (Temperature Analysis in Structures Exposed to Fire). To form a reliable setup in TASEF, a sensitivity analysis was initially conducted. Information regarding thermal properties of mastic asphalt at elevated temperatures was in general considered challenging to find. Due to this, assumptions of the parameters set in TASEF had to be made. The thermal conductivities were developed at 0 ℃, 300 ℃ and 660 ℃. The results indicates that the thermal conductivity of the mastic asphalt (BPGJA-11) tested by Sanned decreases between 0 ℃ and 300 ℃, and then more or less stabilizes.  The presented thermal conductivities should however be used with great caution. The reason for this is due to uncertainties in the experimental cone calorimeter results, uncertainties within the setup in TASEF as well as within the specific method used. In particular the application on materials which both melts and boils (such as mastic asphalt) should be made with great care. To increase the reliability of the results, more research and laboratory work should therefore be performed within the area.  The method used within this master thesis (inverse calculation using TASEF) is simple and cost effective when determining the thermal conductivity. / Mastic asphalt (som i denna sammanfattning benämns som gjutasfalt) är ett material som i Sverige huvudsakligen används som beläggning för broar, parkeringshus, gårdsplaner och terrasser. Gjutasfalt är ett material som är byggt upp av en kombination av bitumen (en typ av bindemedel), välgraderat stenmaterial (består av både grov och fin ballast), filler, sand och ibland även finmakadam. Gjutasfalt beskrivs som ett material som i Sverige har stor potential att expandera.  Samtidigt blir det alltmer populärt att konstruera byggnader med solida träkonstruktioner. År 2019 analyserades den svenska marknaden för skog och lantbruk, varpå kors-laminerat trä visade sig vara det konstruktionsmaterial som ökar mest i popularitet.  I konstruktioner kan gjutasfalt och trä kombineras. Parkeringshuset Limnologen i Växjö Sverige är ett exempel på en träkonstruktion som kombinerats med gjutasfalt som beläggning. Ett annat exempel är ett enormt parkeringshus i Studen, Schweiz, som har 2142 parkeringsplatser.  Målet med denna masteruppsats var att bestämma den temperaturberoende termiska konduktiviteten (för gjutasfalt BPGJA-11) vilken resulterar i en temperaturutvecklingskurva som korrelerar väl med resultaten presenterade i Ellinor Sanneds examensarbete ”Isolering av trä med betong och gjutasfalt”. Sanned genomförde en laboration där två olika prov av gjutasfalt testades i en konkalorimeter. Konkalorimetern var inställd på 51 kW/m2 och Sanned uppmätte temperaturutvecklingen på undersidan av gjutasfalten.  De termiska konduktiviteterna för gjutasfalt i denna masteruppsats arbetades fram genom ”inversberäkning” i det finita elementprogrammet TASEF (Temperature Analysis in Structures Exposed To Fire). För att bilda en tillförlitlig uppsättning i TASEF, genomfördes inledningsvis en känslighetsanalys. Information gällande termiska egenskaper av gjutasfalt vid förhöjda temperaturer var generellt sätt svåra att finna. För parametrarna som användes i TASEF gjordes därför antaganden.  De termiska konduktiviteterna arbetades fram vid 0 ℃, 300 ℃ and 660 ℃. Resultaten indikerar att den termiska konduktiviteten för den gjutasfalt (BPGJA-11) som testades av Sanned minskar mellan 0 ℃ och 300 ℃, för att därefter mer eller mindre stabiliseras. De termiska konduktiviteterna som har presenteras bör dock användas med stor försiktighet. Anledningen till detta beror på osäkerhet för de resultat som presenterades av Sanned, osäkerheter för uppsättningen i TASEF samt för den specifika metod som används. Speciellt anbefalles försiktighet med att använda metoden för material som både smälter och kokar (såsom gjutasfalt). För att öka resultatens tillförlitlighet bör därför mer forskning och laboratoriearbete utföras inom området. Metoden som har använts inom denna masteruppsats (inversberäkning med TASEF) är enkel och kostnadseffektiv för att bestämma den termiska konduktiviteten.

Steel has played an indispensable role in shaping our contemporary world  and will persist to play that role for the foreseeable future. However, the steel industry currently is responsible for 7% of the global CO2-emissions, primarily due to the conventional carbon-based reduction process of iron ore. Fossil-free steel manufacturing, such as hydrogen direct reduction,  could essentially make the  CO2-emissions from primary steel production obsolete. The product from hydrogen-based direct reduction of iron ore is H-DRI, which subsequently are molten in an EAF to produce crude steel. Due to H-DRI  being   a   novel   product,   its   thermophysical   properties   are   not   well documented,  which  are  essential  when  investigating  the  heating  and dissolution behavior.  When  feeding  H-DRI  to  an  EAF,  ferrobergs  may  form,  which  consist  of unmolten material that interrupts the continuous melting process. It is not established whether the heat transfer of the pellets or the heat transfer to the pellets is the leading cause of ferroberg-formation. Modelling the melting process in an EAF is considered near impossible, therefore a simplified heating model of H-DRI was required. In the present thesis, H-DRI pellets were examined with heating experiments in a lab-scale vertical tube furnace to 1500°C  while  the  surface- and center  temperatures  of  the  pellets were  measured.  The measured  surface  temperatures  were  applied  as  varying boundary  conditions  in COMSOL  Multiphysics  heat transfer simulations of  H-DRI  and H-HBI.  The  thermal conductivity  function  was  utilized  as  an  adjustable  parameter to  fit  the  theoretical center temperatures from the heat transfer simulations with the experimental center temperatures to acquire the temperature dependent effective heat conductivity and thermal diffusivity of H-DRI. By establishing an estimate correlation between the heat conductivity of H-DRI and H-HBI, the thermal conductivity and thermal diffusivity of H-HBI could also be obtained. The experiments together with the heat transfer simulations proved to be effective and yielded successful results of the effective heat conductivity and thermal diffusivity of H-DRI  and  H-HBI,  which  can  be  used  in  process  design,  future  models,  and simulations. Furthermore, it is unlikely that ferroberg-formation is caused by slow heat transfer of the H-DRI. It is more likely that it is due to slow heat transfer to the H-DRI. Therefore, the focus should be to increase the heat transfer to the H-DRI pellets while melting in an EAF to avoid ferrobergs. / Stål har haft en oumbärlig roll i att forma vår samtida värld och kommer att fortsätta att inneha  den  rollen  under  en  överskådlig  framtid.  Men  stålindustrin  ansvarar närvarande  för  7%  av  den  totala  globala  CO2-utsläppen,  främst  på  grund  av den konventionella kolbaserade reduktionsprocessen av järnmalm. Fossilfri ståltillverkning, som direktreduktion av järnmalm med vätgas, kan i princip göra CO2-utsläppen   från   primärståltillverkning föråldrat.   Produkten   från   vätgasbaserad direktreduktion  av järnmalm  är  H-DRI,  som  sedan  smälts  i  en  ljusbågsugn  för att producera  råstål. Eftersom  H-DRI  är  en  ny  produkt  så  är  dess  termofysiska egenskaper,  som  är väsentliga  när  man  undersöker  dess  uppvärmnings-  och smältbeteende, inte väl dokumenterat. Vid matning av H-DRI till en ljusbågsugn kan det bildas  ferroberg  som består  av  osmält  material  som  hindrar  den  kontinuerliga smältningsprocessen. Det är inte fastställt om det är värmeöverföringen i pelletsen eller värmeöverföringen  till pelletsen  som  är  den  främsta  orsaken  till  att  ferroberg bildas. Modellering  av  smältprocessen  i  en  ljusbågsugn  anses  nästintill  omöjlig, därför krävdes en förenklad uppvärmningsmodell av H-DRI. I detta examensarbete undersöktes H-DRI-pellets med uppvärmningsexperiment i en vertikal rörugn till 1500°C samtidigt som yt- och centrumtemperaturerna för pelletsen mättes. De uppmätta yttemperaturerna  användes  som  varierande  randvillkor  i  COMSOL Multiphysics värmeöverföringssimuleringar  av  H-DRI  och  H-HBI.  Den  termiska konduktiviteten användes som en justerbar parameter för att anpassa de teoretiska centrumtemperaturerna från värmeöverföringssimuleringarna med de experimentella centrumtemperaturerna  för  att  erhålla  den  temperaturberoende effektiva  termiska konduktiviteten och termiska diffusiviteten för H-DRI. Genom  att   fastställa   en uppskattad korrelation mellan värmeledningsförmågan för H-DRI och H-HBI, kunde även den termiska konduktiviteten och termiska diffusiviteten för H-HBI erhållas. Experimenten  tillsammans  med  värmeöverföringssimuleringarna  visade  sig  vara effektiva och gav framgångsrika resultat av den effektiva termiska konduktiviteten och termiska  diffusiviteten  hos H-DRI och H-HBI,  som  kan  användas  i  processdesign, framtida modeller och simuleringar. Det är osannolikt att ferrobergbildning orsakas av långsam värmeöverföring  i H-DRI, utan det är mer troligt att det beror  på långsam värmeöverföring till H-DRI. Därför bör fokus vara att öka värmeöverföringen till H-DRI pellets i en ljusbågsugn för att undvika ferrobergbildning.