BTU (JEDNOSTKA TERMICZNA): RÓWNOWAŻNOŚCI, ZASTOSOWANIA, PRZYKŁADY - FIZYCZNY - 2025

BTU to akronim od British Thermal Unit, co oznacza angielski Thermal Unit. Jest to jednostka służąca do wymiany ciepła, która zaczęła pojawiać się w tekstach inżynierskich pod koniec XIX wieku.

Poniżej podano jedną z definicji dla tego urządzenia: 1 BTU to ilość ciepła potrzebna do zmiany temperatury jednego funta wody o temperaturze 60ºF pod ciśnieniem atmosferycznym o jeden stopień Fahrenheita. Inna definicja stosowana w przemyśle naftowym określa tę temperaturę na 59ºF.

Otóż ​​energia - dowolnego rodzaju - jest wielkością, która ma wiele możliwości, jeśli chodzi o jednostki do jej pomiaru. Chociaż w Międzynarodowym Układzie Jednostek SI jest to dżul lub dżul, w wielu obszarach, podobnie jak we wszystkich tych związanych z elektrycznością, ogrzewaniem i chłodzeniem, pierwszeństwo mają inne.

Konwersje jednostek BTU na inne jednostki

Poniżej znajdują się najważniejsze konwersje z BTU na inne często używane jednostki energii:

Tabela 1. Współczynniki konwersji BTU

Aby przeliczyć określoną kwotę z BTU na dowolną z wyświetlanych jednostek, wystarczy pomnożyć tę kwotę przez wymieniony współczynnik konwersji. A jeśli chcesz, aby przekształcić się z dowolnej jednostki w BTU, podziel przez ten współczynnik.

Aplikacje

BTU to jednostka szeroko stosowana w klimatyzatorach i grzejnikach. Źródło: Pixabay.

Energia w jej wielu formach jest tym, co ostatecznie napędza ludzkość. Nie jest więc zaskakujące, ile jednostek zostało utworzonych w miarę wzrostu wiedzy.

Z jednej strony zdarza się, że dżul jest dość małą jednostką energii lub ciepła, az drugiej istnieją jednostki miary, które są głęboko zakorzenione w obszarze wymiany ciepła, takie jak kaloria i sama BTU.

-Obecnie BTU jest nadal używany we wszystkim, co dotyczy systemów grzewczych, pieców, piekarników, chłodnictwa i klimatyzacji. Często pojawia się w instrukcjach obsługi i konserwacji takiego sprzętu.

-Również w Stanach Zjednoczonych BTU służy do wyrażania ceny gazu ziemnego, energii elektrycznej, nafty i innych paliw (w dolarach za milion BTU). Na przykład w Stanach Zjednoczonych cena energii elektrycznej waha się w granicach 39 USD za milion BTU, według źródeł z amerykańskiej agencji Energy Information Administration.

-W elektrowniach sprawność zamiany ciepła na energię elektryczną jest wyrażona w BTU.

BTU-godzina i RT jako miara mocy

Jeszcze częściej wyraża się zużycie BTU na jednostkę czasu, czyli moc. W tym przypadku pojawia się jako BTU / h lub z inicjałami BTUH. To urządzenie jest używane w różnych gałęziach przemysłu, a nawet konsumenci w krajach, w których standardem jest system metryczny, rozpoznają te akronimy jako charakterystyczne dla urządzeń klimatyzacyjnych.

Tabela 2. Współczynniki konwersji BTU / h

* RT oznacza tonę chłodniczą lub tonę chłodniczą, jednostkę mocy używaną do określenia mocy lodówek i lodówek. Nie ma związku z toną metryczną używaną do pomiaru masy i wynosi 1000 kg.

Jedna RT jest równoważna utajonemu ciepłu pochłoniętemu podczas topnienia niewielkiej tony czystego lodu w ciągu jednego dnia, co wynosi 12 000 BTU / godz. Tona krótka lub tona krótka jest warta coś więcej niż tona metryczna: 1,10231 razy.

Centralne systemy klimatyzacji są wyrażone w RT. Na przykład jeden ze sprężarką 2 RT może usunąć 24 000 BTU z powietrza w ciągu 1 godziny.

Przykłady

Poniższe przykłady i ćwiczenia wykorzystują BTU.

Ogrzewanie lub chłodzenie pomieszczenia

Kupując piec (grzejnik) lub klimatyzator, na rynku dostępnych jest wiele alternatyw. Poniższa procedura pomoże dobrać najbardziej odpowiednie wyposażenie do klimatyzacji pomieszczenia, zgodnie z jego wymiarami:

-Zmierz szerokość a, długość l i wysokość h pomieszczenia.

-Oblicz objętość za pomocą wzoru V = a × l × h

-Podziel wynik przez 2, a następnie pomnóż go przez 1000

-Wynik wskazuje najbardziej odpowiednie BTU / h dla wielkości tej przestrzeni, dlatego należy wybrać najbliższe urządzenie z BTU / h.

Powyższa procedura jest dobrym oszacowaniem przy założeniu, że w pomieszczeniu jest 1 lub 2 osoby.

Rysunek 2. Aby zoptymalizować koszty, należy dobrać najbardziej odpowiednią nagrzewnicę w zależności od wielkości ogrzewanej przestrzeni. Źródło: Pixabay.

Rozwiązane ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Znajdź BTU / h wymagane do klimatyzacji pomieszczenia o wymiarach:

-4,0 m szerokości

-3,0 m wysokości

-10 metrów długości

Rozwiązanie

Objętość tej przestrzeni wynosi V = 4,0 x 3,0 x 10 m ³ = 120 m ³ . Połowa tej wartości to 60, a pomnożenie jej przez 1000 daje 60000. Następnie musisz znaleźć zespół, który określi wartość najbliższą 60 000 BTU / h.

Im wyższy BTU / h, tym większy rozmiar i koszt sprzętu, a także jego zużycie energii elektrycznej. Więc kupowanie największej drużyny nie zawsze daje najlepszy wynik.

Innym szczegółem, który należy wziąć pod uwagę, jest wydajność: wszystkie urządzenia potrzebują energii do działania (wejścia) i przekształcenia jej w pracę (wyjście). Efektywność to iloraz między wyjściem (wkładem) i wkładem (wyjściem), który nigdy nie jest równy 1, ponieważ zawsze występują straty.

Klimatyzatory ogólne mają zwykle zakres od 3000 do 1800000 BTU / godz. Ale sprzęt gospodarstwa domowego prawie zawsze jest klasyfikowany w ten sposób:

-Laptopy: 8 000–12 000 BTU

-System dzielony: 9 000 - 36 000 BTU

-Klimatyzator okienny: 3000 - 25000 BTU

Ćwiczenie 2

Klimatyzator okienny ma 5000 BTU / hi chcesz obliczyć jego moc w kilowatach. Jeśli komputer jest włączony przez 6 godzin, jakie będzie zużycie energii w dżulach?

Rozwiązanie

Tabela 2 przedstawia przelicznik: 1 BTU / h = 0,00029307107 kilowatów, operacja do wykonania to:

5000 x 0,00029307107 kilowatów = 1,470 kilowatów.

Jeśli chodzi o zużycie energii w dżulach, najpierw poprzednia ilość jest zamieniana na waty poprzez pomnożenie przez 1000:

1470 kilowatów = 1470000 watów.

A ponieważ moc to energia na jednostkę czasu, pomnóż ten wynik przez 6 godzin, wyrażony w sekundach:

6 godzin = 6 x 3600 sekund = 21600 sekund

Zużyta energia = 1470000 watów x 21600 sekund = 3,18 x 10 ¹⁰ dżuli.

To dość duża liczba: nie mniej niż 318, po których następuje 8 zer. Jak wcześniej wspomniano, dżul jest dość małą jednostką i pod tym względem zastosowanie BTU oznacza pracę z mniejszymi, łatwiejszymi do opanowania liczbami.

Bibliografia

1. Kompaktowe urządzenie. Klimatyzatory BTU: co to jest i co oznaczają? Odzyskany z: learn.compactappliance.com.
2. Niezbędny dom i ogród. Co to jest BTU? Odzyskany z: essentialhomeandgarden.com.
3. Co to jest BTU w klimatyzatorze i jak obliczyć prawidłowy rozmiar? Odzyskany z: samsung.com.
4. Administracja Informacji Energetycznej Stanów Zjednoczonych. FAQS. Odzyskany z: eia.gov.
5. Wikipedia. British Thermal Unit. Odzyskane z: en.wikipedia.org.