Badilisha °R kuwa K Rankine ↔ Kelvin Bure Mtandaoni Salama

Miali, tanuri na injini: Rankine hadi kelvin

Uhandisi wa mwako hushughulika na joto kali, na vitabu vya Marekani mara nyingi hulieleza kwa Rankine: methane huwaka hewani karibu na 4,000 °R, mwali wa hidrojeni na oksijeni hufikia 5,544 °R, na gesi ndani ya silinda ya injini hufikia kilele cha takriban 4,860 °R. Karatasi zilizochapishwa kwingineko hutoa hali hizohizo kwa kelvin. Ili kubadilisha °R kuwa K, gawanya kwa 1.8: 4,000 °R ni 2,222 K, 5,544 °R ni 3,080 K na 540 °R ni 300 K. Kikokotoo kilicho hapo juu hufanya mgawanyo unapoandika, na sehemu zilizo hapa chini zinaunganisha namba hizo na miali, bayola, tanuri za kuchoma, injini na utoaji wa hewa chafu.

Tarajia fomula pamoja na mifano ya kazi, wasifu mfupi wa kila kipimo, ulinganisho, ziara ya mazoea ya mwako na makosa ya kuepuka. Hesabu zote hubaki ndani ya kivinjari chako.

Jinsi ya kubadilisha °R kuwa K: gawanya kwa 1.8

Fomula

Fomula ni K = °R ÷ 1.8, au K = °R × 5/9. Kwa hiyo 540 °R hutoa 300 K, 1,000 °R hutoa 555.56 K na 3,000 °R hutoa 1,666.7 K. Kurudi nyuma, zidisha kwa 1.8. Vipimo vyote viwili huanza kwenye sifuri kamili, kwa hiyo hakuna tofauti ya kuanzia ya kutoa.

Mifano ya kazi

Hewa ya kawaida kwa 518.67 °R ni 288.15 K. Mwali wa methane na hewa kwa 4,000 °R ni 2,222 K. Injini ya dizeli mwishoni mwa mgandamizo, takriban 1,620 °R, ni 900 K, na moshi wa 2,160 °R ni 1,200 K.

Kwa nini mgawanyo tu

Rankine na kelvin zinashiriki sifuri ileile. Zinatofautiana tu kwa ukubwa wa digrii, kwa kuwa kelvin moja ni sawa na digrii 1.8 za Rankine. Hilo hufanya ubadilishaji kuwa mgawanyo mmoja.

Jaribio la haraka la busara

Thamani ya kelvin ni 5/9 ya thamani ya Rankine, takriban asilimia 56. Kama matokeo ya hesabu ya “badilisha °R kuwa K” ni makubwa kuliko ingizo, ulizidisha badala ya kugawanya.

Kipimo cha Rankine

Kipimo kamili cha data ya mwako ya vitengo vya Kiingereza

Rankine ni joto kamili katika digrii za ukubwa wa Fahrenheit. Vitabu vya Marekani vya mwako na mienendo ya gesi huitumia pamoja na Btu na pauni, hasa kwa joto la miali na hesabu za sheria ya gesi. Alama ni °R.

Inapojitokeza

Vitabu vya mwako, miongozo ya bayola na thermodynamics ya injini kwa vitengo vya Kiingereza.

Kelvin

Kitengo cha SI cha joto

Kelvin huanza kwenye sifuri kamili. Sayansi ya mwako, kinetiki na viwango vya kimataifa huitumia. Joto la kelvin huingia moja kwa moja kwenye mlinganyo wa Arrhenius, sheria ya gesi na fomula za mnururisho. Huandikwa K, bila alama ya digrii.

Inapojitokeza

Karatasi za utafiti, viwango vya kimataifa na majedwali ya kinetiki.

Rankine dhidi ya kelvin

Kelvin moja ni sawa na digrii 1.8 za Rankine. Mwali ulio na joto zaidi kwa 900 °R kuliko mwingine una joto zaidi kwa 500 K. Vipimo vyote viwili ni kamili, kwa hiyo uwiano wa joto ni uleule: mwali wa 4,000 °R na hewa ya 540 °R hutoa uwiano wa 7.4, kama 2,222 K na 300 K zinavyofanya.

Mgawanyo ni kamili, kwa hiyo hakuna kuzungusha kunakoingia kwenye ubadilishaji. Kosa pekee la kawaida ni kuchanganya Rankine na Fahrenheit.

Mahali ambapo ubadilishaji hujitokeza

Joto la miali lisilopoteza joto

Joto ambalo mwali ungefikia bila upotevu wa joto hutegemea mafuta na kioksidishaji. Methane hewani hutoa takriban 4,000 °R, ambayo ni 2,222 K. Propane hewani hutoa 4,081 °R, au 2,267 K, hidrojeni hewani 4,469 °R, au 2,483 K, asetilini katika oksijeni 6,138 °R, au 3,410 K, na hidrojeni katika oksijeni 5,544 °R, au 3,080 K. Hesabu ya “badilisha °R kuwa K” huoanisha kitabu cha Marekani na karatasi ya Ulaya.

Injini

Joto la kilele la gesi katika injini ya cheche liko karibu na 2,700 K, ambayo ni 4,860 °R. Mgandamizo wa dizeli huisha karibu na 900 K, au 1,620 °R, ya kutosha kuwasha mafuta. Gesi ya moshi huondoka kwenye silinda kwa takriban 1,200 K, au 2,160 °R, na hupoa inaposogea kwenye bomba.

Tanuri na tanuri za kuchoma

Tanuri ya kioo hufanya kazi karibu na 1,900 K, ambayo ni 3,420 °R. Tanuri ya saruji huchoma unga ghafi karibu na 1,723 K, au 3,101 °R. Tanuri ya chokaa hufanya kazi karibu na 1,370 K, au 2,466 °R, na kichomea taka kwa takriban 1,373 K, au 2,471 °R. Waendeshaji hutumia Fahrenheit au Selsiasi kwa udhibiti, na Rankine katika vitabu tu.

NOx ya joto

Oksidi za naitrojeni hutokea kwenye miali joto linapozidi takriban 1,800 K, ambayo ni 3,240 °R. Kiwango hupanda kwa kasi na joto, kwa hiyo kupunguza 100 K, au 180 °R, kunaweza kupunguza utoaji kwa kiasi kikubwa. Vichomeo vya NOx ya chini hupunguza joto la kilele kwa kuchanganya gesi ya moshi au kupanga hewa kwa hatua. Karatasi za mazingira hunukuu kelvin, na maelezo ya uhandisi ya Marekani hutoa °F au °R.

Kurejesha joto

Gesi ya moshi inayoondoka kwenye bayola kwa 450 K, ambayo ni 810 °R, hubeba nishati ambayo kibadilishaji joto kinaweza kurejesha. Kuipoza hadi 380 K, au 684 °R, hurejesha joto lakini huhatarisha kugandana kwa asidi chini ya kiwango cha umande. Mbunifu hufanya kazi na tofauti za joto na pia na joto kamili kwa mizani ya entropia ya kibadilishaji.

Fomula za lahajedwali

Weka thamani za Rankine katika safu wima A na utumie =A2/1.8 katika safu wima B. Kwa kinyume, tumia =B2*1.8. Kwa tofauti, vigezo vilevile vinatumika. Panga muundo kwa desimali moja na uandike kitengo kwenye kila kichwa cha safu, ili lahajedwali iweze kukabidhiwa mwenzako bila dokezo.

Kuzungusha na usahihi

Mgawanyo ni kamili lakini mara nyingi hauishi: 1,000 °R ni 555.555… K. Linganisha tarakimu na chanzo. Joto la miali hujulikana kwa makumi machache ya kelvin kwa bora, kwa hiyo 2,222 K ni bora kuandikwa kama takriban 2,220 K. Usitoe usahihi zaidi ya kile hesabu ya msingi inachohalalisha.

Kukadiria bila kikokotoo

Gawanya namba ya Rankine kwa nusu, kisha ongeza sehemu ya kumi ya nusu hiyo. Kwa 4,000 °R nusu ni 2,000 na sehemu ya kumi ni 200, ikitoa 2,200 K dhidi ya 2,222 kamili. Kwa 540 °R matokeo ni 297 K. Kwa joto la miali makadirio yako ndani ya asilimia moja, ambayo ni nzuri zaidi kuliko data inavyostahili.

Alama za kukariri

491.67 °R ni 273.15 K, 518.67 °R ni 288.15 K, 540 °R ni 300 K, 671.67 °R ni 373.15 K na 1,800 °R ni 1,000 K. Kwa miali, 4,000 °R ni takriban 2,220 K. Alama hizi hukusaidia kuona kosa kwenye jedwali kwa mtazamo wa haraka.

Ngazi ya marejeo

0 °R ni 0 K. 36.5 °R ni 20.3 K. 139.25 °R ni 77.4 K. 540 °R ni 300 K. 1,000 °R ni 555.6 K. 1,800 °R ni 1,000 K. 3,240 °R ni 1,800 K. 4,000 °R ni 2,222 K. 5,544 °R ni 3,080 K. Ngazi kama hii huharakisha ukaguzi.

Kukagua kwa kugeuza

Ili kukagua matokeo yoyote ya kubadilisha °R kuwa K, zidisha kwa 1.8 na uone kama unarudi mwanzoni. Kama 540 °R ilikuwa 300 K, basi 300 mara 1.8 ni 540. Jaribio la pili ni uwiano: thamani ya Rankine lazima iwe mara 1.8 ya thamani ya kelvin.

Uhusiano na Fahrenheit na Selsiasi

Rankine ni Fahrenheit ukijumlisha na 459.67, na kelvin ni Selsiasi ukijumlisha na 273.15. Ukianzia joto la mwali la Fahrenheit la 3,540 °F unaongeza 459.67 kufikia 4,000 °R, unagawanya kwa 1.8 kufikia 2,222 K na unatoa 273.15 kufikia 1,949 °C. Kila hatua ni rahisi, na mnyororo hutoa ukaguzi wa thamani ya mwisho.

Tofauti dhidi ya thamani kamili

Pengo la 180 °R ni sawa na pengo la 100 K, na ongezeko la 900 °R kuvuka bayola ni sawa na 500 K. Kwa kuwa vipimo hivi viwili vinashiriki sifuri, mapengo hubadilika kama usomaji kamili. Hii ni tofauti na Fahrenheit na Selsiasi, ambapo tofauti ya kuanzia inatumika kwa thamani kamili tu na kamwe haitumiki kwa mapengo.

Kuandika kitengo ipasavyo

Andika Rankine kama °R na kelvin kama K, pamoja na nafasi baada ya namba. Katika ripoti za hadhira ya kimataifa, toa vyote viwili: 4,000 °R (2,222 K). Namba tupu 4,000 ina utata katika karatasi ya mwako, kwa sababu inaweza kuwa Rankine, Fahrenheit au kelvin, na hivyo vitatu vinaeleza miali tofauti sana.

Turbini za gesi

Ingizo la turbini ya kisasa ya gesi hufikia 1,700 K, ambayo ni 3,060 °R. Joto la juu la ingizo humaanisha ufanisi wa juu, lakini visu lazima vinusurike kwa upoaji wa ndani na mipako ya kizuizi cha joto. Ufanisi wa mzunguko bora wa Brayton hutegemea uwiano wa shinikizo pekee, wakati kazi mahususi huongezeka na uwiano wa joto kati ya 3,060 °R na 518.67 °R, ambao ni 5.9.

Sifa za mafuta kwa vitengo vya Kiingereza

Majedwali ya mafuta ya Marekani huorodhesha thamani za kupasha joto kwa Btu kwa pauni au kwa futi ya ujazo. Methane ina takriban 21,500 Btu/lb, ambayo ni 50 MJ/kg. Kigezo cha ubadilishaji ni 2.326 kJ/kg kwa kila Btu/lb. Joto ni kimoja tu kati ya kadhaa vya kubadilisha, na hesabu ya “badilisha °R kuwa K” ndiyo rahisi zaidi kati yake.

Misimbo ya kompyuta ya mwako

Programu za kinetiki ya kemikali hukubali joto kwa kelvin. Data ya zamani kutoka vyanzo vya vitengo vya Kiingereza inaweza kubeba joto kwa Rankine. Mtumiaji anayeingiza thamani ya Rankine kwenye msimbo unaotarajia kelvin hupata matokeo yenye kosa la kigezo cha 1.8, ambalo hesabu ya “badilisha °R kuwa K” katika hatua ya ingizo huzuia.

Kufundisha mwako

Mwalimu anaweza kuonyesha kiasi katika mwali wa mshumaa kwa kutumia thermocouple, inayotoa karibu 1,600 K, au 2,900 °R, katika eneo linaloangaza. Wanafunzi kisha hukokotoa nguvu ya mnururisho ya mwali katika mifumo yote miwili ya vitengo. Zoezi hufundisha kwa nini joto kamili ni muhimu na jinsi hatua ya hesabu ya “badilisha °R kuwa K” inavyotangulia kila hesabu.

Masizi na rangi ya mwali

Mwanga wa manjano wa mshumaa hutokana na chembe za masizi moto zinazong'aa kama miili myeusi midogo kwa takriban 1,600 K, ambayo ni 2,880 °R. Mwali wa buluu wa gesi una masizi kidogo na hung'aa kutokana na molekuli zilizochangamshwa badala yake. Bunsen burner yenye tundu la hewa lililo wazi huwaka joto zaidi na kwa usafi zaidi kuliko ile iliyofungwa. Wanakemia huandika joto kwa kelvin, na karatasi ya darasani kutoka Marekani inaweza kuwa nayo kwa °R.

Uchunguzi wa moto

Wachunguzi hukadiria joto la moto kutokana na athari kwenye vifaa. Alumini huyeyuka kwa 933 K, ambayo ni 1,680 °R, kioo hulainika karibu na 1,000 K, au 1,800 °R, na chuma hupoteza nusu ya nguvu yake karibu na 870 K, au 1,566 °R. Ripoti inayotaja alumini iliyoyeyuka humwambia msomaji kwamba moto ulizidi 933 K, thamani inayoonekana katika nyaraka za Marekani kama 1,220 °F au 1,680 °R.

Joto linalotolewa na mafuta yanayoungua

Kilogramu moja ya methane hutoa takriban 50 MJ na inahitaji takriban kilo 17 za hewa kuungua. Likisambazwa juu ya takriban kilo 18 za bidhaa zenye joto mahususi karibu na 1.2 kJ/(kg·K), joto hilo lingeongeza joto kwa takriban 2,300 K, linalolingana na miali halisi, mara baada ya kuzingatia kutengana kwa bidhaa. Katika hesabu ya vitengo vya Kiingereza joto lilelile ni 21,500 Btu kwa pauni na ongezeko hutajwa kwa °R. Kubadilisha joto la mwisho kwa hesabu ya “badilisha °R kuwa K” huruhusu hesabu mbili kulinganishwa.

Kuongeza oksijeni

Kuchoma katika hewa iliyoongezwa oksijeni huongeza joto la mwali na kupunguza ujazo wa gesi ya moshi. Methane katika oksijeni safi hufikia takriban 3,050 K, ambayo ni 5,490 °R, dhidi ya 2,223 K, au 4,001 °R, hewani. Tanuri za kioo na chuma hutumia uchomaji wa oksijeni na mafuta kwa sababu hiyo. Karatasi kuhusu mada hii, zilizoandikwa kwa hadhira ya kimataifa, hutoa kelvin, wakati maelezo ya biashara ya Marekani hutumia °F au °R, kwa hiyo hesabu ya “badilisha °R kuwa K” inaonekana karibu kwenye kila ulinganisho.

Uthabiti wa mwali na kuzimika

Mwali hubaki ukiwa umeshikamana na kichomeo wakati gesi isiyoungua inapita kwa kasi karibu na kasi ya kuungua. Kasi ya kuungua hupanda na joto la gesi isiyoungua, takriban na mraba wa joto kamili. Kupasha mchanganyiko joto mapema kutoka 300 K, ambayo ni 540 °R, hadi 600 K, au 1,080 °R, huzidisha kasi mara nne katika kanuni hii ya takriban. Uwiano wa 2 katika joto kamili ni uleule katika kipimo chochote.

Bayola

Tanuri ya bayola kubwa hufanya kazi karibu na 1,500 K, ambayo ni 2,700 °R, wakati mvuke inaoutengeneza uko takriban 811 K, au 1,460 °R. Pengo kati ya hivi viwili ni chanzo cha kutorejesheka, ndiyo maana mizunguko iliyochanganywa hutumia gesi kwanza kwenye turbini kisha kwenye bayola. Hesabu ya “badilisha °R kuwa K” kwa kila nukta hugeuza mchoro wa Marekani kuwa wa Ulaya.

Moto wa kuni na majiko

Mwali wa jiko la kuni uko karibu na 1,300 K, au 2,340 °R, wakati mwali wa moto wa msituni una wastani wa karibu na 1,100 K, au 1,980 °R. Mwali wa mshumaa uko takriban 1,670 K, au 3,006 °R, katika eneo lake lenye joto zaidi. Kuni huanza kuwaka karibu na 570 K, ambayo ni 1,026 °R. Viwango vya usalama wa moto katika nchi tofauti hunukuu haya kwa vipimo vyao wenyewe.

Gesi za kulehemu

Mwali wa oksiasetilini hufikia takriban 3,410 K, ambayo ni 6,138 °R, moto wa kutosha kuyeyusha chuma kwa takriban 1,811 K, au 3,260 °R. Plazma za kulehemu kwa tao huzidi 6,000 K, au 10,800 °R. Miongozo ya kulehemu huorodhesha mtiririko wa gesi na aina za miali, na joto hutolewa na mtengenezaji kwa kipimo chochote kinachofaa soko.

Mwako wa roketi

Joto la chumba katika injini ya mafuta ya taa na oksijeni ni takriban 3,500 K, ambayo ni 6,300 °R, na kwa hidrojeni na oksijeni takriban 3,300 K, au 5,940 °R. Kasi ya moshi hutegemea kipeo cha pili cha joto la chumba, kwa hiyo ongezeko la asilimia 10 hutoa kasi ya juu zaidi kwa asilimia 5. Vitabu vya roketi kutoka Marekani mara nyingi hutumia °R kwenye milinganyo.

Uwashaji kwa mgandamizo

Mafuta ya dizeli huwaka kwa sababu hewa iliyobanwa 16 kwa 1 hufikia takriban 900 K. Kuanzia 300 K, au 540 °R, joto la mwisho ni 300 × 16^0.4 = 909 K, ambalo ni 1,636 °R. Kuwasha injini baridi ni vigumu kwa sababu injini baridi hupoteza joto kwenye kuta, na plagi za kung'aa husaidia. Wanafunzi hukokotoa joto la mwisho kwa kelvin au Rankine, kamwe si kwa Selsiasi au Fahrenheit.

Kujiwasha

Hidrojeni hujiwasha karibu na 773 K, ambayo ni 1,391 °R, propane karibu na 723 K, au 1,301 °R, na petroli karibu na 530 K, au 954 °R. Karatasi huwaka karibu na 506 K, au 911 °R. Namba hizi huamua joto salama la nyuso kwa vifaa katika maeneo hatari, na kanuni huzitoa kwa Selsiasi, huku nyaraka za Marekani zikiongeza Fahrenheit.

Mnururisho wa joto kutoka miali

Mwali hunururisha kulingana na kipeo cha nne cha joto lake kamili. Mwali wa 2,000 K hunururisha mara 16 zaidi kwa kila kipimo cha eneo kuliko wa 1,000 K. Katika vitengo vya Kiingereza hii ni 3,600 °R dhidi ya 1,800 °R. Wabunifu wa tanuri hutumia kipimo chochote ambacho fomula yao inahitaji, na hesabu ya “badilisha °R kuwa K” huoanisha matokeo.

Thamani zaidi za kubadilisha °R kuwa K

Orodha ndefu zaidi ya ubadilishaji

Kama thamani unayohitaji haimo kwenye orodha ya kwanza, ubadilishaji huu zaidi unaweza kuwa karibu vya kutosha kusomwa moja kwa moja:

• -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

Makosa ya kawaida katika hesabu ya “badilisha °R kuwa K”

Kutumia tofauti ya kuanzia

Vipimo hivi viwili vinashiriki sifuri, kwa hiyo wala 459.67 wala 273.15 haina nafasi. 540 °R ni 300 K.

Kuchukulia Rankine kama Fahrenheit

Digrii ileile, sifuri tofauti. 540 °R ni sawa na 80.33 °F, si 540 °F.

Kuzidisha pale mgawanyo unapohitajika

Kelvin ndicho kitengo kikubwa zaidi, kwa hiyo namba hupungua. Kama 540 °R ilikuwa 972, kigezo kilitumika kinyumenyume.

Maswali ya haraka

Njia ya hesabu ya “badilisha °R kuwa K” ni ipi?

Gawanya thamani ya Rankine kwa 1.8.

540 °R ni kelvin ngapi?

300 K.

491.67 °R ni kelvin ngapi?

273.15 K.

0 °R ni kelvin ngapi?

0 K.

Je, namba yangu inahifadhiwa au kutumwa?

Hapana, inabaki kwenye kifaa chako.

Wapi pa kwenda baadaye

Zana nyingine za joto zimeorodheshwa hapa: Badilisha °R kuwa °F, Badilisha °R kuwa °C, Badilisha °C kuwa K, Badilisha °F kuwa K, Badilisha K kuwa °C, Badilisha km kuwa mi, Badilisha mi kuwa km, Badilisha L kuwa gal, Badilisha gal kuwa L. Kwa mwelekeo wa kinyume, tumia Badilisha K kuwa °R.

Funzo kuu: hesabu ya “badilisha °R kuwa K” hugawanya kwa 1.8 na kuweka lebo ya K kwenye matokeo bila alama ya digrii. Namba unayoingiza hubaki kwenye kifaa chako.