°R から K への換算 ランキン度 ↔ ケルビン 無料 オンライン 安全

炎、炉、エンジン：ランキンからケルビンへ

燃焼工学は極端な高温を扱い、アメリカのハンドブックはそれをランキンで表すことがよくあります。メタンは空気中で 4,000 °R 付近で燃え、水素と酸素の炎は 5,544 °R に達し、エンジンのシリンダー内のガスは 4,860 °R 前後でピークを迎えます。ほかの地域で発表される論文は、同じ状態をケルビンで示します。°R を K に変換するには、1.8 で割ります。4,000 °R は 2,222 K、5,544 °R は 3,080 K、540 °R は 300 K です。上の計算機は入力に合わせて割り算を行い、以下の節では、これらの数字を炎、ボイラー、窯、エンジン、排出ガスと結びつけます。

計算例つきの公式、各温度目盛りの短い紹介、比較、燃焼の実務の案内、避けたい失敗が載っています。計算はすべてお使いのブラウザー内で行われます。

°R を K に変換する方法：1.8 で割る

公式

公式は K = °R ÷ 1.8、または K = °R × 5/9 です。したがって 540 °R は 300 K、1,000 °R は 555.56 K、3,000 °R は 1,666.7 K になります。元に戻すには、1.8 を掛けます。どちらの目盛りも絶対零度から始まるので、引くべきオフセットはありません。

計算例

518.67 °R の標準空気は 288.15 K です。4,000 °R のメタン・空気の炎は 2,222 K です。圧縮行程の終わりのディーゼルエンジン、約 1,620 °R は 900 K で、2,160 °R の排気は 1,200 K です。

なぜ割り算だけなのか

ランキンとケルビンは同じゼロを共有しています。違うのは度の大きさだけで、一ケルビンはランキン 1.8 度に等しいからです。そのため、変換は一回の割り算になります。

簡単な妥当性テスト

ケルビンの値はランキンの値の 5/9 で、約 56 パーセントです。「°R を K に変換」した計算結果が入力より大きいなら、割る代わりに掛けています。

ランキン度

英国単位系の燃焼データの絶対温度目盛り

ランキンは、華氏と同じ大きさの度による絶対温度です。アメリカの燃焼と気体力学の教科書は、特に炎の温度と気体の法則の計算で、Btu やポンドとともにこれを使います。記号は °R です。

使われる場所

燃焼のハンドブック、ボイラーのマニュアル、英国単位系のエンジン熱力学。

ケルビン

温度の SI 単位

ケルビンは絶対零度から始まります。燃焼科学、反応速度論、国際規格がこれを使います。ケルビンでの温度は、アレニウスの式、気体の法則、放射の式に直接入ります。書き方は K で、度の記号はありません。

使われる場所

研究論文、国際規格、反応速度論の表。

ランキンとケルビンの比較

一ケルビンは、ランキン 1.8 度に等しいです。ほかの炎より 900 °R 高温の炎は、500 K 高温です。どちらの目盛りも絶対温度なので、温度比は同じです。4,000 °R の炎と 540 °R の空気の比は 7.4 で、2,222 K と 300 K の比もそうです。

割り算は正確なので、変換に丸めは入りません。よくある失敗は、ランキンと華氏を混同することだけです。

この変換が現れる場面

断熱火炎温度

熱損失がないときに炎が達する温度は、燃料と酸化剤に依存します。空気中のメタンは約 4,000 °R、つまり 2,222 K になります。空気中のプロパンは 4,081 °R、つまり 2,267 K、空気中の水素は 4,469 °R、つまり 2,483 K、酸素中のアセチレンは 6,138 °R、つまり 3,410 K、酸素中の水素は 5,544 °R、つまり 3,080 K です。「°R を K に変換」する計算は、アメリカのハンドブックとヨーロッパの論文を突き合わせます。

エンジン

火花点火エンジンのガス温度のピークは 2,700 K、つまり 4,860 °R 付近です。ディーゼルの圧縮は 900 K、つまり 1,620 °R 付近で終わり、燃料に点火するのに十分です。排気ガスは約 1,200 K、つまり 2,160 °R でシリンダーを出て、配管を進むうちに冷えます。

炉と窯

ガラス炉は 1,900 K、つまり 3,420 °R 付近で運転されます。セメントキルンは原料粉を 1,723 K、つまり 3,101 °R 付近で焼きます。石灰窯は 1,370 K、つまり 2,466 °R 付近で、廃棄物焼却炉は約 1,373 K、つまり 2,471 °R で運転されます。運転員は制御に華氏か摂氏を使い、ランキンは教科書の中だけです。

サーマル NOx

窒素酸化物は、温度がおよそ 1,800 K、つまり 3,240 °R を超えると炎の中で生成されます。その速度は温度とともに急激に上がるので、100 K、つまり 180 °R の低下で排出量を大きく減らせます。低 NOx バーナーは、排ガスを混ぜたり空気を段階的に供給したりして、ピーク温度を下げます。環境関連の論文はケルビンを引用し、アメリカの工学ノートは °F か °R を示します。

熱回収

450 K、つまり 810 °R でボイラーを出る排ガスは、熱交換器で回収できるエネルギーを運んでいます。380 K、つまり 684 °R まで冷やすと熱を回収できますが、露点を下回ると酸の凝縮の危険があります。設計者は温度差で作業し、熱交換器のエントロピー収支には絶対温度を使います。

表計算の数式

ランキンの値を A 列に入れ、B 列に =A2/1.8 を使います。逆なら =B2*1.8 です。差にも同じ係数が適用されます。小数第一位で書式設定し、各見出しに単位を書いて、メモなしで同僚にシートを渡せるようにしてください。

丸めと精度

割り算は正確ですが、しばしば割り切れません。1,000 °R は 555.555… K です。桁数は出典に合わせてください。炎の温度は、よくても数十ケルビンの精度しかわかっていないので、2,222 K は約 2,220 K と書くほうがよいでしょう。根拠となる計算が正当化する以上の精度を報告しないでください。

計算機なしでの見積もり

ランキンの数字を半分にして、その半分の十分の一を足します。4,000 °R なら、半分は 2,000 で十分の一は 200 なので、正確な 2,222 に対して 2,200 K になります。540 °R なら、結果は 297 K です。炎の温度では、見積もりは一パーセント以内で、データの精度よりも細かいです。

覚えておきたい目印

491.67 °R は 273.15 K、518.67 °R は 288.15 K、540 °R は 300 K、671.67 °R は 373.15 K、1,800 °R は 1,000 K です。炎では、4,000 °R が約 2,220 K です。これらの目印があれば、表の誤りを一目で見つけられます。

基準の一覧

0 °R は 0 K。36.5 °R は 20.3 K。139.25 °R は 77.4 K。540 °R は 300 K。1,000 °R は 555.6 K。1,800 °R は 1,000 K。3,240 °R は 1,800 K。4,000 °R は 2,222 K。5,544 °R は 3,080 K。このような一覧は、確認を速くします。

逆算で確認する

°R を K に変換した結果を確認するには、1.8 を掛けて、出発点に戻るかを確かめます。540 °R が 300 K になったなら、300 に 1.8 を掛けると 540 です。二つ目のテストは比です。ランキンの値は、ケルビンの値の 1.8 倍でなければなりません。

華氏および摂氏との関係

ランキンは華氏に 459.67 を足したもので、ケルビンは摂氏に 273.15 を足したものです。華氏の炎の温度 3,540 °F から始めると、459.67 を足して 4,000 °R に至り、1.8 で割って 2,222 K に至り、273.15 を引いて 1,949 °C に至ります。各段階は簡単で、この連鎖が最終的な値の確認になります。

差と絶対値

180 °R の差は 100 K の差に等しく、ボイラー全体での 900 °R の上昇は 500 K に等しいです。二つの目盛りはゼロを共有するので、差は絶対値の読み取りとまったく同じように変換されます。これは華氏と摂氏と対照的で、そちらではオフセットは絶対値にだけ適用され、差には決して適用されません。

単位を正しく書く

ランキンは °R、ケルビンは K と書き、数字のあとに空白を置きます。国際的な読者向けの報告書では、両方を示してください。4,000 °R (2,222 K) のようにです。燃焼の論文で 4,000 だけを書くのはあいまいです。ランキンにも、華氏にも、ケルビンにもなりえ、その三つはまったく異なる炎を表すからです。

ガスタービン

現代のガスタービンの入口は 1,700 K、つまり 3,060 °R に達します。入口温度が高いほど効率は高くなりますが、ブレードは内部冷却と遮熱コーティングでそれに耐えなければなりません。理想的なブレイトンサイクルの効率は圧力比だけに依存しますが、比仕事は 3,060 °R と 518.67 °R の間の温度比、つまり 5.9 とともに増加します。

英国単位系の燃料特性

アメリカの燃料表は、発熱量を、ポンドあたりまたは立方フィートあたりの Btu で載せています。メタンは約 21,500 Btu/lb で、これは 50 MJ/kg です。換算係数は、Btu/lb あたり 2.326 kJ/kg です。温度は変換すべき多くの量の一つにすぎず、「°R を K に変換」する計算はその中で一番簡単です。

燃焼のコンピューターコード

化学反応速度のソフトウェアは、温度をケルビンで受け付けます。英国単位系の出典からの古いデータは、温度をランキンで持っていることがあります。ケルビンを想定したコードにランキンの値を入力した利用者は、1.8 倍間違った結果を得ますが、入力の段階で「°R を K に変換」する計算をすれば、それを防げます。

燃焼を教える

教師は、熱電対でろうそくの炎の量を実演できます。発光域では約 1,600 K、つまり 2,900 °R が得られます。次に学生は、二つの単位系で炎の放射パワーを計算します。この演習は、なぜ絶対温度が重要か、そして「°R を K に変換」する計算の段階がどんな計算にも先立つことを教えます。

すすと炎の色

ろうそくの黄色い輝きは、約 1,600 K、つまり 2,880 °R で、小さな黒体のように放射する高温のすす粒子から来ています。青いガスの炎はすすが少なく、代わりに励起された分子から光ります。空気穴を開けたブンゼンバーナーは、閉じたものよりも高温で、よりきれいに燃えます。化学者は温度をケルビンで書きますが、アメリカの授業用プリントでは °R になっていることがあります。

火災調査

調査員は、材料への影響から火災の温度を推定します。アルミニウムは 933 K、つまり 1,680 °R で溶け、ガラスは 1,000 K、つまり 1,800 °R 付近で軟化し、鋼は 870 K、つまり 1,566 °R 付近で強度の半分を失います。溶けたアルミニウムを挙げる報告書は、火災が 933 K を超えたことを読者に伝えていて、この値はアメリカの文書では 1,220 °F または 1,680 °R として現れます。

燃料の燃焼で放出される熱

一キログラムのメタンは約 50 MJ を出し、燃焼に約 17 kg の空気を必要とします。比熱が約 1.2 kJ/(kg·K) の約 18 kg の生成物に広がると、その熱は温度を約 2,300 K 上昇させ、生成物の解離を考慮に入れれば、実際の炎と一致します。英国単位系の計算では、同じ熱は毎ポンド 21,500 Btu で、上昇は °R で引用されます。最終的な温度を「°R を K に変換」する計算で変換すれば、二つの計算を比較できます。

酸素富化

酸素富化空気で燃やすと、炎の温度が上がり、排ガスの体積が減ります。純酸素中のメタンは約 3,050 K、つまり 5,490 °R に達し、空気中の 2,223 K、つまり 4,001 °R と対照的です。ガラス炉と金属炉は、この理由で酸素燃焼を使います。世界の読者向けに書かれたこの主題の論文はケルビンを示し、アメリカの業界ノートは °F または °R を使うので、ほぼすべての比較に「°R を K に変換」する計算が現れます。

火炎の安定性と吹き飛び

未燃ガスが燃焼速度に近い速さで流れるとき、炎はバーナーに付着したままです。燃焼速度は未燃ガスの温度とともに、おおよそ絶対温度の二乗に比例して上がります。混合気を 300 K、つまり 540 °R から 600 K、つまり 1,080 °R に予熱すると、この大まかな法則では速度が四倍になります。絶対温度での 2 という比は、どちらの目盛りでも同じです。

ボイラー

大型ボイラーの火炉は 1,500 K、つまり 2,700 °R 付近で運転され、それが作る蒸気は約 811 K、つまり 1,460 °R です。二つの間の隔たりは不可逆性の源で、そのためコンバインドサイクルは、ガスをまずタービンで、次にボイラーで使います。各点について「°R を K に変換」する計算をすれば、アメリカの系統図がヨーロッパのものになります。

薪の火とストーブ

薪ストーブの炎は 1,300 K、つまり 2,340 °R 前後で、森林火災の炎は平均して 1,100 K、つまり 1,980 °R 付近です。ろうそくの炎は、最も熱い部分で約 1,670 K、つまり 3,006 °R です。木材は 570 K、つまり 1,026 °R 付近で着火し始めます。国ごとの防火基準は、これらを自国の目盛りで引用します。

溶接ガス

酸素アセチレン炎は約 3,410 K、つまり 6,138 °R に達し、約 1,811 K、つまり 3,260 °R の鋼を溶かすのに十分な熱さです。アーク溶接のプラズマは 6,000 K、つまり 10,800 °R を超えます。溶接のマニュアルはガスの流量と炎の種類を載せていて、温度はメーカーが市場に合う目盛りで示します。

ロケットの燃焼

ケロシンと酸素のエンジンの燃焼室温度は約 3,500 K、つまり 6,300 °R で、水素と酸素では約 3,300 K、つまり 5,940 °R です。排気速度は燃焼室温度の平方根に依存するので、10 パーセントの上昇は 5 パーセント高い速度を与えます。アメリカのロケットの教科書は、式に °R をよく使います。

圧縮着火

ディーゼル燃料が着火するのは、16 対 1 に圧縮された空気が約 900 K に達するからです。300 K、つまり 540 °R から始めると、終了時の温度は 300 × 16^0.4 = 909 K で、これは 1,636 °R です。冷えたエンジンは壁に熱を奪われるので冷間始動は難しく、グロープラグが役立ちます。学生は終了時の温度をケルビンかランキンで計算し、摂氏や華氏では決して計算しません。

自然発火

水素は 773 K、つまり 1,391 °R 付近で自然発火し、プロパンは 723 K、つまり 1,301 °R 付近、ガソリンは 530 K、つまり 954 °R 付近です。紙は 506 K、つまり 911 °R 付近で発火します。これらの数字は、危険区域の機器の安全な表面温度を決めるもので、規則は摂氏で示し、アメリカの文書は華氏を加えます。

炎からの熱放射

炎は、絶対温度の四乗に従って放射します。2,000 K の炎は、1,000 K の炎の単位面積あたり 16 倍を放射します。英国単位系では、これは 3,600 °R 対 1,800 °R です。炉の設計者は、式が必要とする目盛りを使い、「°R を K に変換」する計算が結果を突き合わせます。

°R を K に変換するその他の値

より長い変換の一覧

必要な値が最初の一覧にない場合は、次の変換が、直接読み取れるほど近いかもしれません。

• -273.15 °R = -151.75 K
• -100 °R = -55.5556 K
• -20 °R = -11.1111 K
• 10 °R = 5.55556 K
• 15 °R = 8.33333 K
• 25 °R = 13.8889 K
• 30 °R = 16.6667 K
• 50 °R = 27.7778 K

「°R を K に変換」する計算でよくある誤り

オフセットを適用する

二つの目盛りはゼロを共有するので、459.67 も 273.15 も関係しません。540 °R は 300 K です。

ランキンを華氏として扱う

度は同じで、ゼロが違います。540 °R は 80.33 °F に等しく、540 °F ではありません。

割るべきところで掛ける

ケルビンは大きい単位なので、数字は縮みます。540 °R が 972 になったなら、係数を逆に適用しています。

すばやい質問

「°R を K に変換」する計算の方法は？

ランキンの値を 1.8 で割ります。

540 °R はケルビンで何ですか？

300 K です。

491.67 °R はケルビンで何ですか？

273.15 K です。

0 °R はケルビンで何ですか？

0 K です。

入力した数字は保存されたり送信されたりしますか？

いいえ、お使いの端末にとどまります。

次に進む先

ほかの温度ツールはここに載っています。°R を °F に変換、°R を °C に変換、°C を K に変換、°F を K に変換、K を °C に変換、km を mi に変換、mi を km に変換、L を gal に変換、gal を L に変換。反対方向には、K を °R に変換を使ってください。

要点：「°R を K に変換」する計算は、1.8 で割り、結果に度の記号なしで K とラベルを付けます。入力した数字は、お使いの端末にとどまります。