مبرد محمول
مبرد بالهواء
مبرد مبرد بالماء
مبرد درجة حرارة منخفضة
مبرد صناعي مخصص
الوحدة الحرارية البريطانية ، المعروفة باسم BTU ، هي وحدة تقليدية للطاقة الحرارية. إنها تلعب دورًا حيويًا في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) والتبريد وغير ذلك الكثير. يقيس BTU الحرارة اللازمة لزيادة درجة حرارة رطل واحد من الماء بدرجة فهرنهايت واحدة. تُستخدم وحدة القياس هذه في الغالب في الولايات المتحدة وهي عامل حاسم في تحديد كفاءة وقدرة أنظمة التدفئة والتبريد.
الغوص أعمق في وحدة حرارية بريطانية
الوحدات الحرارية البريطانية ، أو BTU ، هي أكثر من مجرد وحدة قياس. إنها بمثابة مؤشر لمقدار الطاقة الحرارية التي يمكن أن ينتجها جهاز معين أو يمكن للنظام التعامل معها. ينشأ "البريطاني" في BTU من نظام الوحدات البريطاني التقليدي ، حيث تم استخدام الوحدة لأول مرة. ومع ذلك ، فإن BTU لا تنطبق فقط في بريطانيا ؛ يتم استخدامها في جميع أنحاء العالم ، وخاصة في مجالات التدفئة والتبريد.
BTU: تسخين المياه بمقدار 1 درجة فهرنهايت
تعريف BTU متجذر في عملية تسخين المياه. على وجه التحديد ، تمثل وحدة حرارية بريطانية كمية الطاقة المطلوبة لرفع درجة حرارة رطل واحد من الماء بمقدار درجة فهرنهايت واحدة عند مستوى سطح البحر. تم إنشاء هذا القياس بناءً على الكمية الكبيرة من الطاقة المطلوبة لتسخين المياه ، مما يجعله معيارًا مثاليًا لقياس الطاقة الحرارية.
مقارنة BTU بوحدات قياس الحرارة الأخرى
على الرغم من أن BTU هي وحدة شائعة الاستخدام لقياس الحرارة ، فهي ليست الوحيدة. يقدم النظام الدولي للوحدات (SI) بديلاً: كيلو كالوري. يمثل كيلو كالوري ، الذي يُطلق عليه غالبًا "السعرات الحرارية" في لغة الحياة اليومية ، الطاقة اللازمة لتسخين كيلوغرام واحد من الماء بدرجة واحدة مئوية.
العلاقة بين هاتين الوحدتين واضحة تمامًا: 1 وحدة حرارية بريطانية تساوي تقريبًا 0.252 سعر حراري. يسمح لنا عامل التحويل هذا بالترجمة بين النظام التقليدي المستخدم في الولايات المتحدة والنظام المتري المستخدم في معظم البلدان الأخرى ، مما يعزز فهمنا للطاقة الحرارية على نطاق عالمي.
المفاهيم المتعلقة BTU
الحرارة الكامنة
Latent Heat هو مفهوم يرتبط ارتباطًا وثيقًا بقياس BTU. في الأساس ، تشير الحرارة الكامنة إلى الحرارة الممتصة أو المنبعثة أثناء تغيير طور لمادة ، مثل انتقال الجليد إلى الماء ، دون أي تغيير في درجة الحرارة. يتم قياس هذه الطاقة الممتصة أو المحررة بوحدات حرارية بريطانية في الولايات المتحدة. على سبيل المثال ، كمية الطاقة المطلوبة لتحويل رطل من الجليد إلى ماء ، دون رفع درجة الحرارة ، هي 144 وحدة حرارية بريطانية. يوضح هذا الارتباط الجوهري بين مفهوم Latent Heat و BTU كوحدة لقياس الطاقة الحرارية.
حرارة معقولة
من ناحية أخرى ، تشير Sensible Heat إلى الطاقة الحرارية التي تؤدي إلى تغيير درجة حرارة مادة ما ولكن ليس تغييرًا في المرحلة. إنها الحرارة التي "نشعر بها" التي تؤدي إلى زيادة ملحوظة أو انخفاض في درجة الحرارة. على سبيل المثال ، إذا قمنا بتسخين الماء من 50 درجة فهرنهايت إلى 60 درجة فهرنهايت ، فإن الزيادة في درجة الحرارة تمثل الحرارة الحساسة ، والتي يمكن قياسها أيضًا بوحدات حرارية بريطانية. وبالتالي ، تلعب Sensible Heat دورًا مهمًا في تحديد استخدام الطاقة لأنظمة التدفئة والتبريد.
معدل نقل الحرارة المعبر عنه بوحدات حرارية بريطانية أو كيلو واط
يعد معدل نقل الحرارة مفهومًا مهمًا في فهم الديناميات الحرارية. يصف مقدار الحرارة التي تنتقل من مادة إلى أخرى خلال فترة معينة ، وعادة ما يتم التعبير عنها بوحدات حرارية بريطانية في الساعة (Btuh) أو كيلووات (kW) لوحدات SI.
على سبيل المثال ، في مجال التبريد ، إحدى وحدات القياس الشائعة هي "طن التبريد". ينشأ هذا المصطلح من كمية الحرارة المطلوبة لإذابة طن من الجليد في اليوم ، وهو ما يعادل 288000 وحدة حرارية بريطانية. عند القسمة على عدد الساعات في اليوم ، فإن هذا يعادل معدل انتقال حرارة قدره 12000 وحدة حرارية بريطانية ، مما يؤكد أهمية وحدات حرارية بريطانية في التطبيقات اليومية لنقل الحرارة.
حاسبة التحويل بين BTU و USRT (طن من التبريد)
تعرف على المزيد حول USRT على ما هو USRT؟
استخدام BTU في الحياة اليومية
قد يبدو مفهوم BTU مجردًا وعلميًا بحتًا ، ولكنه جزء لا يتجزأ من العديد من جوانب حياتنا اليومية ، لا سيما في أنظمة التدفئة والتبريد والتبريد.
BTU في أنظمة التدفئة والتبريد
في سياق أنظمة التدفئة والتبريد ، توفر BTU قياسًا قياسيًا لكمية الطاقة الحرارية التي يمكن للنظام إزالتها (للتبريد) أو إضافتها (للتدفئة) من مساحة في الساعة. هذا أمر بالغ الأهمية عندما يتعلق الأمر باختيار الحجم الصحيح لنظام التدفئة أو التبريد لمساحة معينة. على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم تحديد سعة تبريد مكيف الهواء بوحدات حرارية بريطانية. يعني تصنيف BTU الأعلى قدرة تبريد أكبر ، والتي يمكنها تبريد غرفة أكبر بشكل أكثر فعالية.
وحدة حرارية بريطانية في التبريد
وبالمثل ، في التبريد ، تلعب BTU دورًا أساسيًا في قياس أداء أنظمة التبريد. هذا هو المكان الذي يأتي فيه مفهوم "طن من التبريد". كما أوضحنا سابقًا ، يتم تعريف "طن من التبريد" على أنه مقدار الحرارة المطلوبة لإذابة طن (2000 رطل) من الجليد في فترة 24 ساعة. هذا يعادل معدل انتقال الحرارة 12000 وحدة حرارية بريطانية في الساعة. لذلك ، عندما ترى نظام تبريد مصنّفًا بالأطنان ، فهذا إشارة مباشرة إلى قدرته على إزالة الحرارة ، مقاسة بوحدات حرارية بريطانية. يسمح معيار القياس هذا بالاتساق وسهولة المقارنة عند اختيار أنظمة التبريد وتقييمها.
صيغة نقل الحرارة و BTU
الصيغة الأساسية المستخدمة في مختلف التخصصات العلمية والهندسية هي صيغة نقل الحرارة. يتم تمثيله كـ Q = M x Cp x ΔT. في هذه الصيغة:
- Q تعني قدرة التسخين أو التبريد ويتم التعبير عنها بوحدات حرارية بريطانية في الساعة.
- M هي كتلة السائل في الساعة ، عادةً بالجنيه لكل ساعة.
- يمثل Cp الحرارة النوعية للسائل (بالنسبة للماء ، تبلغ 1 وحدة حرارية بريطانية / رطل / درجة فهرنهايت).
- ΔT هو الفرق في درجة الحرارة بين دخول وخروج السوائل بدرجة فهرنهايت.
تعرض هذه المعادلة العلاقة المتبادلة بين BTU ونقل الحرارة. BTU ، كمقياس للطاقة ، تعطي قيمة قابلة للقياس Q ، قدرة التسخين أو التبريد. تعمل صيغة نقل الحرارة على تبسيط المياه لتصبح Btu / hr = GPM x 500 x ΔT ، مما يؤكد دور BTU في حسابات التسخين والتبريد العملية.
استنتاج
تمثل BTU وحدة أساسية في فهم وقياس الطاقة الحرارية. من تدفئة وتبريد منازلنا إلى العمليات الصناعية ، تلعب BTU دورًا محوريًا في حياتنا اليومية والمجتمع العلمي الأوسع. يمكن أن يساعد الاستكشاف الأعمق للوحدات الحرارية البريطانية والمفاهيم المرتبطة بها في كل شيء بدءًا من القرارات الشخصية المتعلقة بالأجهزة المنزلية وحتى جهود كفاءة الطاقة على نطاق واسع. من خلال فهم القيمة والتطبيق الواسع لوحدات BTU ، نحن مجهزون بشكل أفضل للتنقل في عالم نقل الحرارة والحفاظ على الطاقة.
أسئلة وأجوبة
س 1: ما هي بالضبط الوحدة الحرارية البريطانية (BTU)؟
وحدة حرارية بريطانية هي وحدة تقليدية للطاقة الحرارية تستخدم بشكل أساسي في الولايات المتحدة. يمثل مقدار الحرارة اللازمة لزيادة درجة حرارة رطل واحد من الماء بدرجة فهرنهايت واحدة. هذا المقياس بالغ الأهمية في تحديد قدرة وكفاءة أنظمة التدفئة والتبريد.
س 2: كيف تقارن BTU بوحدات قياس الحرارة الأخرى مثل كيلو كالوري؟
إن كلا من BTU و kilocalorie هما مقياسان للحرارة ، لكنهما ينبعان من أنظمة مختلفة. بينما يتم استخدام BTU على نطاق واسع في الولايات المتحدة ، فإن كيلو كالوري هو وحدة SI (النظام الدولي). عامل التحويل بين الاثنين واضح إلى حد ما: 1 وحدة حرارية بريطانية تعادل ما يقرب من 0.252 سعر حراري.
س 3: ما هو دور BTU في أنظمة التدفئة والتبريد؟
في أنظمة التدفئة والتبريد ، تعمل BTU كمقياس معياري لكمية الطاقة الحرارية التي يمكن للنظام إزالتها (للتبريد) أو إضافتها (للتدفئة) إلى مساحة في الساعة. وهذا يجعل وحدات حرارية بريطانية مفيدة في اختيار الحجم الصحيح لأنظمة التدفئة أو التبريد ، مما يضمن قدرتها على تلبية متطلبات التدفئة والتبريد الخاصة بالغرفة بشكل مناسب.
Q4: كيف تتميز BTU في صيغة نقل الحرارة؟
صيغة نقل الحرارة هي Q = M x Cp x ΔT. في هذه الصيغة ، يشير "Q" إلى سعة التدفئة أو التبريد ، والتي يتم التعبير عنها بوحدات حرارية بريطانية في الساعة. يوضح هذا العلاقة المتبادلة بين BTU ، وهي مقياس للطاقة ، وعملية نقل الحرارة.
س 5: لماذا تعتبر وحدات حرارية بريطانية مهمة في مجال الحفاظ على الطاقة؟
يمكن أن يساعد فهم BTU بشكل كبير في الحفاظ على الطاقة وجهود الكفاءة. توفر تقييمات BTU للأجهزة نظرة ثاقبة لاستخدامها للطاقة ، مما يتيح اتخاذ قرارات أكثر استنارة فيما يتعلق بتشغيلها. هذا يمكن أن يؤدي إلى منازل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وانخفاض تكاليف الطاقة.
