Британдық жылу бірлігі (Btu) туралы мәліметтер

Кіріспе

Энергия бірлігі

Британдық жылу бірлігі (БТУ) – энергияның бір түрі болып табылатын жылудың өлшем бірлігі. Ол бастапқыда судың бір фунт температурасын бір градус Фаренгейтке көтеру үшін қажетті жылу мөлшері ретінде анықталды. Бұл сондай-ақ Америка Құрама Штаттарының дәстүрлі өлшем бірліктерінің құрамына кіреді. Энергияның СИ бірлігі – джоуль (J); бір БТУ шамамен 1055 Дж-ге тең (БТУ-дың нақты анықтамасына байланысты 1054–1060 Дж аралығында өзгереді; төменде қараңыз). Жылу бірліктері ғылыми жұмыстарда көбінесе энергия бірліктерімен алмастырылса да, олар әлі де кейбір салаларда қолданылады. Мысалы, АҚШ-та табиғи газдың бағасы 1 миллион БТУ (1 "MMBtu") жылу энергиясын беретін табиғи газ мөлшері үшін доллармен көрсетіледі. БТУ-дың бірнеше әртүрлі анықтамасы бар, олардың арасында шамалы айырмашылықтар бар. Бұл су массасының температурасының өзгеруі белгілі бір мөлшерде жылу қосылуына (энергия бірліктерімен, әдетте джоульмен есептеледі) байланысты судың бастапқы температурасына шамалы тәуелді екенін көрсетеді. Төмендегі кестеде көрсетілгендей, судың әртүрлі температураларына негізделген БТУ анықтамалары 0,5%-ға дейін өзгереді. Энергия (Дж) Ескермелер Термохимиялық ≈1054.35 Бастапқыда термохимиялық БТУ – бір фунт судың температурасын қату нүктесінен қайнау нүктесіне көтеру үшін қажетті жылу ретінде анықталды, одан кейін 180-ге бөлінді (температураның өзгеруі 180 °F). Оның СИ бірліктеріндегі қазіргі анықтамасының негізі – тұжырымдық тұрғыдан ұқсас термохимиялық калория, бастапқыда бір грамм судың температурасын қатудан қайнауға дейін көтеру үшін қажетті жылу 100-ге бөлінді (температураның өзгеруі 100 °C). Халықаралық стандарттау ұйымының (ISO) анықтамасы бойынша термохимиялық калория дәл 4.184 Дж-ге тең. ≈1054.80 Американдық табиғи газ бағасын белгілеу үшін қолданылады. ≈1054.68 Көбінесе канадалықтар қолданады. ≈1059.67 БТУ калориядан есептеледі, БТУ және калорияның термохимиялық анықтамаларындағыдай, ISO 31 4 шамалары мен бірліктері – 4-бөлім: Жылу және британдық стандарт BS 350: 1-бөлім: 1974 – Айналдыру коэффициенттері мен кестелерде көрсетілгендей.

The British thermal unit (Btu) is a measure of heat, which is a form of energy. It was originally defined as the amount of heat required to raise the temperature of one pound of water by one degree Fahrenheit. It is also part of the United States customary units. The SI unit for energy is the joule (J); one Btu equals about 1,055 J (varying within the range of 1,054–1,060 J depending on the specific definition of BTU; see below). While units of heat are often supplanted by energy units in scientific work, they are still used in some fields. For example, in the United States the price of natural gas is quoted in dollars per the amount of natural gas that would give 1 million Btu (1 "MMBtu") of heat energy if burned. There are several different definitions of the Btu that differ slightly. This reflects the fact that the temperature change of a mass of water due to the addition of a specific amount of heat (calculated in energy units, usually joules) depends slightly upon the water's initial temperature. As seen in the table below, definitions of the Btu based on different water temperatures vary by up to 0.5%. Variant Energy (J) Notes Thermochemical ≈1,054.35 Originally, the thermochemical Btu was defined as the heat required to raise the temperature of one pound of water from its freezing point to its boiling point, divided by 180 (the temperature change being 180 °F). The basis for its modern definition in terms of SI units is the conceptually similar thermochemical calorie, originally defined as the heat required to raise the temperature of one gram of water from freezing to boiling divided by 100 (the temperature change being 100 °C). The thermochemical calorie is exactly 4.184 J by definition of the International Organization for Standardization (ISO). ≈1,054.80 Used for American natural gas pricing. ≈1,054.68 Mainly Canadian. ≈1,059.67 The Btu is then calculated from the calorie as is done for the thermochemical definitions of the BTU and the calorie, as in International standard ISO 31 4 Quantities and units—Part 4: Heat and British Standard BS 350:Part 1:1974 Conversion factors and tables.

Префикстер

кБту бірліктері ғимараттардың энергия тұтынуын қадағалауда және жылыту жүйесінің көлемін анықтауда қолданылады. Энергия тұтыну индексі (EUI) кондицияланған еден ауданының әр футқа шаққандағы кБту мөлшерін көрсетеді. "k" әрпі 1000-ды білдіреді. Mbtu бірлігі табиғи газ және басқа да салаларда 1000 Btu көрсету үшін қолданылады. Дегенмен, метрикалық жүйеде (SI) "M" префиксі "мега" яғни бір миллионды (1,000,000) білдіреді, бұл шатасуға мүмкіндік тудырады. Соған қарамастан, "MMbtu" бір миллион Btu-ды көрсету үшін, әсіресе мұнай және газ өнеркәсібінде жиі қолданылады. 1000-ға арналған "k" ("кило") метрикалық бірлігіне дағдыланған энергетикалық сарапшылар бір миллионды көрсету үшін MBtu-ды жиі пайдаланады, әсіресе басқа энергия немесе құн бірліктерінде, мысалы MW, MWh және $ M миллионды білдіретін құжаттарда. "Терм" бірлігі 100 000 Btu-ды көрсету үшін қолданылады. Декатерм – 10 терм немесе бір MMBtu (миллион Btu). "Квад" бірлігі көбінесе квадриллион (1015) Btu-ды көрсету үшін қолданылады.

Табиғи газ үшін

Табиғи газ бағасын белгілеуде Канаданың анықтамасы бойынша 1 000 000 ≡ 1,054615. Табиғи газдың энергия мазмұны (жоғары немесе төмен жылулық мәні) газдың құрамына байланысты өзгереді, сондықтан энергияны көлемге айналдыру үшін универсалды коэффициент жоқ. Орташа табиғи газдың жану нәтижесі ≈ 1030 Btu (сапасына қарай, жаққан кезде 1010 және 1070 Btu аралығында). Дөңгелектеп айтқанда, табиғи газдың жану нәтижесі ≈ 1 000 000 ≈ 1. Табиғи газ бағасын түрлендіру үшін 1000 ≈ 36,9 миллион Btu және 1 000 000 ≈ 27,1.

Қатысқан бірліктер

Солтүстік Америкадағы салқындату және ауа кондициялау жүйелерінде қолданылатын 1 тонна салқындату – суды 24 сағат ішінде мұзға айналдыруға қажетті жылу беру мөлшері. АҚШ және Канадада жылу оқшаулағыштың қасиеттерін сипаттау үшін қолданылатын R мәні әдетте британдық жылу бірлігіне (ft2⋅°F⋅h/Btu) шаққанда квадрат фут-градус Фаренгейт сағатында (ft2⋅°F⋅h/Btu) көрсетіледі. Оқшаулағыштың бір шаршы футы үшін, оқшаулағыш арқылы температураның әр градус айырмашылығында сағатына 1 Btu жылу ағыны өтеді. 1 терм АҚШ және Еуропалық Одақта 100 000 Btu деп анықталады, бірақ АҚШ BTU белгісін, ал ЕО BTUIT белгісін пайдаланады. Ұлыбритания ережелері 2000 жылдың 1 қаңтарынан бастап термді джоульмен алмастыру үшін өзгертілді. 2013 жылдан бастап терм Ұлыбританияда табиғи газ бағасын белгілеуде әлі де қолданылады. 1 квад (квадриллион Btu-дың қысқартылған түрі) 1015 Btu-ға тең, бұл шамамен 1 эксаджоуль (1,055) құрайды. Квадтар АҚШ-та ірі экономикалардың жылдық энергия тұтынуын көрсету үшін қолданылады, мысалы, 2005 жылы АҚШ экономикасы 99,75 квад энергия тұтынды. Бір квад жылына шамамен 33,43 гигаваттқа тең. Btu-ны (БТУ) Сауда палатасының бірлігімен (БТУ) шатастырмау керек, ол Ұлыбританияда киловатт-сағаттың ескірген синонимі. Btu электр станцияларында жылуды электр энергиясына айналдыру тиімділігін көрсету үшін жиі қолданылады. Мәліметтер 1 кВт⋅сағ электр энергиясын өндіру үшін қажетті жылу мөлшері Btu түрінде беріледі. Типик көмірмен жұмыс істейтін электр станциясының тиімділігі 32-33% құрайды. C° жылу бірлігі (CHU) – бір фунт судың температурасын бір градус Цельсийге көтеру үшін қажетті жылу мөлшері. Ол 1,8 Btu немесе 1899 джоульге тең. 1974 жылы бұл бірлік Ұлыбританияда Btu-ға балама ретінде «кейде әлі де қолданылған». Метрлік жүйедегі энергияның тағы бір бірлігі – калория, ол бір грамм судың температурасын бір градус Цельсийге көтеру үшін қажетті жылу мөлшері ретінде анықталады.