BTU (الوحدة الحرارية): المعادلات ، الاستخدامات ، الأمثلة - جسدي - بدني - 2025

BTU هي اختصار للوحدة الحرارية البريطانية ، والتي تُترجم إلى الوحدة الحرارية الإنجليزية. إنها وحدة مستخدمة في نقل الحرارة بدأت تظهر في النصوص الهندسية في أواخر القرن التاسع عشر.

فيما يلي أحد التعريفات لهذه الوحدة: 1 BTU هي كمية الحرارة المطلوبة لتغيير درجة حرارة رطل واحد من الماء عند 60 درجة فهرنهايت عند الضغط الجوي بمقدار درجة واحدة فهرنهايت. تعريف آخر مستخدم في صناعة النفط يحدد درجة الحرارة هذه عند 59 درجة فهرنهايت.

الآن ، الطاقة - من أي نوع - هي كمية لها العديد من الاحتمالات من حيث الوحدات لقياسها. على الرغم من أنه في النظام الدولي للوحدات SI هو الجول أو الجول ، في العديد من المجالات ، مثل كل تلك المتعلقة بالكهرباء والتدفئة والتبريد ، يتم إعطاء الأفضلية للآخرين.

BTU- تحويلات الوحدات الأخرى

فيما يلي أهم التحويلات من BTU إلى وحدات الطاقة الأخرى المستخدمة بشكل متكرر:

الجدول 1. معاملات التحويل BTU

لتحويل مبلغ معين من BTU إلى أي من الوحدات المعروضة ، قم ببساطة بضرب المبلغ في عامل التحويل المدرج. وإذا كان ما تريده هو التحويل من أي وحدة إلى BTU ، فاقسم على هذا العامل.

التطبيقات

BTU هي وحدة تستخدم على نطاق واسع في مكيفات الهواء والسخانات. المصدر: Pixabay.

الطاقة بأشكالها المتعددة هي ما يدفع البشرية في النهاية. لذلك ليس من المستغرب عدد الوحدات التي تم إنشاؤها مع نمو المعرفة أكثر فأكثر.

من ناحية ، يحدث أن الجول هو وحدة صغيرة إلى حد ما للطاقة أو الحرارة ، ومن ناحية أخرى ، هناك وحدات قياس متجذرة بعمق في مجال نقل الحرارة ، مثل السعرات الحرارية و BTU نفسها.

- حاليا لا تزال BTU مستخدمة في كل ما يتعلق بأنظمة التدفئة والمواقد والأفران والتبريد وتكييف الهواء. تظهر بشكل متكرر في كتيبات التشغيل والصيانة لهذه المعدات.

- أيضًا في الولايات المتحدة تستخدم BTU للتعبير عن سعر الغاز الطبيعي والكهرباء والكيروسين وأنواع الوقود الأخرى (بالدولار لكل مليون وحدة حرارية بريطانية). على سبيل المثال ، يتراوح سعر الكهرباء في الولايات المتحدة حوالي 39 دولارًا لكل مليون وحدة حرارية بريطانية ، وفقًا لمصادر من إدارة معلومات الطاقة الأمريكية.

- في محطات توليد الطاقة ، يتم التعبير عن كفاءة تحويل الحرارة إلى طاقة كهربائية بوحدة BTU.

BTU-hour و RT كمقياس للطاقة

الأكثر تكرارًا هو التعبير عن استهلاك BTU لكل وحدة زمنية ، وهي الطاقة. في هذه الحالة يظهر على شكل BTU / h أو بالأحرف الأولى BTUH. تُستخدم هذه الوحدة في مجموعة متنوعة من الصناعات وحتى المستهلكين في البلدان التي يعتبر فيها النظام المتري معيارًا ، وتعرف على هذه الاختصارات باعتبارها مميزة في معدات تكييف الهواء.

الجدول 2. معاملات التحويل BTU / h

* RT تعني طن التبريد أو طن التبريد ، وهي وحدة الطاقة المستخدمة لتحديد طاقة الثلاجات والثلاجات. لا علاقة لها بالطن المتري المستخدم لقياس الكتلة وتساوي 1000 كجم.

واحد RT يعادل الحرارة الكامنة الممتصة في ذوبان طن قصير من الثلج النقي في يوم واحد ، وهو 12000 وحدة حرارية بريطانية / ساعة. يساوي الطن القصير أو الطن القصير أكثر من الطن المتري: 1،10231 مرة.

يتم التعبير عن أنظمة تكييف الهواء المركزية في RT. على سبيل المثال ، يمكن للضاغط المزود بضاغط 2 RT إزالة 24000 وحدة حرارية بريطانية من الهواء في ساعة واحدة.

أمثلة

الأمثلة والتمارين التالية تستفيد من BTU.

تدفئة أو تبريد الغرفة

عند شراء موقد (مدفأة) أو مكيف هواء ، هناك بدائل كثيرة في السوق. يساعد الإجراء التالي في اختيار أنسب الأجهزة لتكييف الفضاء ، وفقًا لأبعادها:

- قياس عرض أ ، وطول ل ، وارتفاع ح للغرفة.

- احسب الحجم باستخدام الصيغة V = a × l × h

- اقسم الناتج على 2 ثم اضربه في 1000

- تشير النتيجة إلى أنسب BTU / ساعة لحجم تلك المساحة ، لذلك يجب اختيار أقرب جهاز مع BTU / h.

يعتبر الإجراء أعلاه تقديرًا جيدًا بافتراض وجود شخص أو شخصين في الغرفة.

الشكل 2. لتحسين التكاليف ، من الضروري اختيار السخان الأكثر ملاءمة وفقًا لحجم المساحة المراد تسخينها. المصدر: Pixabay.

تمارين محلولة

التمرين 1

ابحث عن وحدة حرارية بريطانية / الساعة المطلوبة لتكييف غرفة أبعادها:

-4.0 أمتار

-3.0 أمتار

- 10 أمتار

المحلول

حجم هذه المساحة هو V = 4.0 × 3.0 × 10 م ³ = 120 م ³. نصف هذه القيمة هي 60 وضربها في 1000 يعطي 60000. بعد ذلك ، عليك أن تجد فريقًا يحدد القيمة الأقرب إلى 60.000 وحدة حرارية بريطانية / ساعة.

كلما زادت وحدة حرارية بريطانية / الساعة ، زاد حجم وتكلفة المعدات ، بالإضافة إلى استهلاكها للطاقة الكهربائية. لذا فإن شراء أكبر فريق لا يعطي دائمًا أفضل نتيجة.

هناك تفصيل آخر يجب مراعاته وهو الكفاءة: كل المعدات تحتاج إلى طاقة لتعمل (إدخال) وتحويلها إلى عمل (مخرجات). الكفاءة هي الحاصل بين المخرجات (المدخلات) والمدخلات (المخرجات) ، والتي لا تساوي أبدًا 1 ، لأن الخسائر تحدث دائمًا.

تتراوح مكيفات الهواء العامة عادةً ما بين 3،000 إلى 1،800،000 وحدة حرارية بريطانية / ساعة. لكن يتم تصنيف المعدات المنزلية دائمًا على النحو التالي:

-الكمبيوتر المحمول: 8000-12000 وحدة

-نظام الانقسام: 9000 - 36000 وحدة

-مكيف هواء النافذة: 3،000 - 25،000 وحدة حرارية بريطانية

تمرين 2

مكيف شباك بقوة 5000 وحدة حرارية بريطانية / ساعة وتريد حساب طاقته بالكيلوواط. إذا كان الكمبيوتر يعمل لمدة 6 ساعات ، كم سيكون استهلاكه للطاقة بالجول؟

المحلول

يوضح الجدول 2 عامل التحويل: 1 وحدة حرارية بريطانية / ساعة = 0.00029307107 كيلووات ، العملية المراد تنفيذها هي:

5000 × 0.00029307107 كيلووات = 1.470 كيلووات.

فيما يتعلق باستهلاك الطاقة بالجول ، يتم أولاً تحويل المقدار السابق إلى واط بضربه في 1000:

1470 كيلووات = 1470000 واط.

وبما أن الطاقة هي طاقة لكل وحدة زمنية ، اضرب هذه النتيجة في 6 ساعات ، معبرًا عنها بالثواني:

6 ساعات = 6 × 3600 ثانية = 21600 ثانية

الطاقة المستهلكة = 1470000 واط × 21600 ثانية = 3.18 × 10 ¹⁰ جول.

إنه رقم كبير نسبيًا: لا يقل عن 318 متبوعًا بـ 8 أصفار. كما ذكرنا سابقًا ، فإن الجول عبارة عن وحدة صغيرة إلى حد ما ، وفي هذا الصدد ، فإن استخدام BTU يعني العمل مع شخصيات أصغر وأكثر قابلية للإدارة.

المراجع

1. جهاز مدمج. مكيفات الهواء: ما المقصود بها وماذا تعني؟ تم الاسترجاع من: learn.compactappliance.com.
2. المنزل والحديقة الأساسية. ما هو BTU؟ تم الاسترجاع من: basichomeandgarden.com.
3. ما هي وحدة حرارية بريطانية في مكيف الهواء وكيف يتم حساب الحجم الصحيح؟ تم الاسترجاع من: samsung.com.
4. إدارة معلومات الطاقة الأمريكية. أسئلة وأجوبة. تم الاسترجاع من: eia.gov.
5. ويكيبيديا. الوحدة الحرارية البريطانية تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org.