温度单位换算公式与对照表:℃、℉、K、°R 怎么换算

2019-09-04 11:38:45 本文作者:西安汇源技术中心

摄氏温度、华氏温度、热力学温度和兰金温度之间可以直接换算。最常用的公式是:K = ℃ + 273.15、℉ = ℃ × 1.8 + 32。如果输入的是华氏温度,则 ℃ = (℉ - 32) ÷ 1.8。

换算时首先要分清两件事:输入数字表示某个温度值,还是表示一段温度差。温度值换算通常包含零点偏移,温差换算不加 32 或 273.15。把两类公式混用,是工程文件中常见的计算错误。

快速结论

  • • 摄氏温度转开尔文:加 273.15,不是 273.16;
  • • 华氏温度转兰金温度:加 459.67,不是 495.69;
  • • 开尔文单位符号是 K,前面没有度数符号;
  • • 1 ℃ 的温差等于 1 K,也等于 1.8 ℉ 或 1.8 °R 的温差。

一、四种常用温标分别是什么?

摄氏温度,符号 ℃

摄氏温度是工程、生产和日常环境中常用的温度表示方式。数值通常用小写字母 t 表示,书写示例为 25 ℃。数字与单位符号之间应留适当空格。

华氏温度,符号 ℉ 或 °F

华氏温标常见于采用美国惯用单位的设备资料、仪表界面和项目文件。本文公式中用 °F 表示。0 ℃等于 32 °F,100 ℃等于 212 °F。

热力学温度,单位 K

开尔文是 SI 热力学温度单位,单位名称为“开尔文”,符号为 K。0 K 是绝对零度。开尔文前面不加度数符号,因此 273.15 K 是正确写法,273.15 °K 和“开尔文度”不属于规范写法。1 K 的温度间隔与 1 ℃的温度间隔大小相同。

兰金温度,符号 °R

兰金温标是以绝对零度为零点、温度间隔大小与华氏度相同的绝对温标。0 °R 等于 0 K,也等于 -459.67 °F。兰金温标在部分英制热力学、流体和设备资料中仍会出现。

二、温度值的双向换算公式

以下公式用于换算某一个温度点。式中的 C、F、K 和 R 分别代表以 ℃、°F、K 和 °R 表示的数值。

从 转换到 换算公式
摄氏温度 C 华氏温度 F F = C × 9/5 + 32
华氏温度 F 摄氏温度 C C = (F - 32) × 5/9
摄氏温度 C 开尔文温度 K K = C + 273.15
开尔文温度 K 摄氏温度 C C = K - 273.15
华氏温度 F 开尔文温度 K K = (F + 459.67) × 5/9
开尔文温度 K 华氏温度 F F = K × 9/5 - 459.67
开尔文温度 K 兰金温度 R R = K × 9/5
兰金温度 R 开尔文温度 K K = R × 5/9
华氏温度 F 兰金温度 R R = F + 459.67
兰金温度 R 华氏温度 F F = R - 459.67
摄氏温度 C 兰金温度 R R = (C + 273.15) × 9/5
兰金温度 R 摄氏温度 C C = R × 5/9 - 273.15

这些关系与 NIST SP 811 中的换算式一致。公式中的 273.15、32 和 459.67 是温标零点之间的偏移,不是可以随意取整的经验常数。

三、常用温度换算对照表

下表按上述公式计算。显示位数是为了便于工程沟通,并不表示现场温度测量具有同样的不确定度。

摄氏温度/℃ 华氏温度/°F 热力学温度/K 兰金温度/°R 常见说明
-273.15 -459.67 0.00 0.00 绝对零度
-196 -320.80 77.15 138.87 低温换算示例
-100 -148.00 173.15 311.67 低温换算示例
-40 -40.00 233.15 419.67 摄氏与华氏数值相同点
0 32.00 273.15 491.67 水冰点附近的常用参考值
20 68.00 293.15 527.67 室温换算示例
25 77.00 298.15 536.67 室温换算示例
37 98.60 310.15 558.27 温度换算示例
50 122.00 323.15 581.67 中温换算示例
100 212.00 373.15 671.67 水沸点附近的常用参考值
150 302.00 423.15 761.67 工业温度换算示例
200 392.00 473.15 851.67 工业温度换算示例
300 572.00 573.15 1031.67 高温换算示例
500 932.00 773.15 1391.67 高温换算示例

水的冰点和沸点会受压力、纯度以及测量条件影响,因此表中的 0 ℃和 100 ℃只作为常用温标参考点。涉及蒸汽或高温水相态判断时,还要结合绝对压力,可参阅水的饱和压力表。

四、温度值与温差怎样分别换算?

温度值表示温标上的一个位置,温差表示两个温度值之差。零点偏移只影响温度值,不影响温度间隔。因此,换算温差时不能加 32、273.15 或 459.67。

温差换算关系如下:

  • • ΔK = Δ℃
  • • Δ°F = Δ℃ × 9/5
  • • Δ℃ = Δ°F × 5/9
  • • Δ°R = ΔK × 9/5
  • • ΔK = Δ°R × 5/9

示例:介质从 50 ℃升高到 120 ℃,温差是 70 ℃,同时也是 70 K。换算成华氏温差应为 70 × 1.8 = 126 °F。不能写成 70 × 1.8 + 32 = 158 °F,因为加 32 的公式只用于温度点换算。

另一个常见场景是仪表误差。如果测温误差为 ±1 ℃,它等于 ±1 K 或 ±1.8 °F 的温差。这里同样不加零点偏移。

五、温度换算的计算示例

示例 1:250 °F 换算为摄氏温度和开尔文温度

先换算为摄氏温度:

C = (250 - 32) × 5/9 = 121.111... ℃

再换算为开尔文温度:

K = 121.111... + 273.15 = 394.261... K

若原始输入只精确到 1 °F,工程记录中可根据项目精度要求写成约 121.1 ℃和 394.3 K,不应无依据保留过多小数位。

示例 2:77 K 换算为摄氏温度和华氏温度

C = 77 - 273.15 = -196.15 ℃

F = 77 × 9/5 - 459.67 = -321.07 °F

低温换算结果为负数并不异常。要特别保留负号,并确认设备资料使用的是温度值还是温差。

示例 3:80 ℃换算为华氏温度和兰金温度

F = 80 × 1.8 + 32 = 176 °F

R = (80 + 273.15) × 1.8 = 635.67 °R

也可以先得到 176 °F,再计算 176 + 459.67 = 635.67 °R。两条路径的结果应一致,可用于检查表格或程序公式是否写错。

六、工程文件中常见的温度换算错误

1. 把 273.15 写成 273.16

当前国际单位制下,摄氏温度与热力学温度的数值关系使用 273.15。273.16 K 与水三相点的历史定义和参考状态有关,不是摄氏温度转开尔文时应添加的数值。

2. 把华氏转兰金的偏移写成 495.69

正确关系是 R = F + 459.67。旧文中的 495.69 属于数值和数字顺序错误,必须删除,不能继续作为换算依据。

3. 给开尔文加上度数符号

应写 300 K,不能写 300 °K。摄氏度和华氏度保留度数符号,分别写作 ℃ 或 °C、℉ 或 °F。

4. 把温差当作温度值

温差从 10 ℃增加到 20 ℃是增加 10 K 或 18 °F,不是 50 °F。先判断计算对象,随后再选公式。

5. 漏掉负号或括号

把 -40 °F 代入公式时,应完整计算 (-40 - 32) × 5/9。在电子表格、程序和控制系统中漏掉括号,会改变运算顺序。

6. 过早四舍五入

多步计算应保留足够中间位数,最后按输入数据、仪表精度和文件要求统一舍入。每一步都取整会累积误差。

7. 混用测量精度和显示位数

换算公式可以得到许多小数位,但转换不会提高原始测量准确度。一个分辨率为 1 ℃的读数,转换后不能凭空变成精确到 0.001 K 的测量结果。

8. 忽略温标和传感器量程

单位换算只改变数字表达,不会扩展温度传感器、变送器或阀门的允许范围。超出铭牌量程的输入即使能够换算,也不代表设备可以使用。

七、阀门选型和工况表中的温度应怎样填写?

阀门询价、选型或技术协议中,不能只填写一个没有单位和状态的“温度”。至少应记录正常温度、最低温度、最高温度、启停或清洗温度,并明确每个数字的单位。

建议同时确认:

  • • 介质名称、组成和相态;
  • • 正常、最低、最高以及瞬态温度;
  • • 阀前压力、阀后压力及其压力基准;
  • • 温度与压力是否同时达到极限值;
  • • 环境温度、伴热、保温或冷箱条件;
  • • 阀体、内件、填料、垫片和软密封材料;
  • • 执行机构、电磁线圈、位置开关和防爆附件的环境限制;
  • • 温度测点的位置、仪表精度及报警或联锁设定。

温度从 °F 换算为 ℃后,仍需核对阀门压力-温度额定值和实际材料。本站各产品的最低、最高、连续及短时允许温度不能由本换算表推导,必须以对应型号技术文件为准。。

八、电子表格和程序中怎样写温度换算?

假设 Excel 或 WPS 表格的 A2 单元格是摄氏温度,可使用:

  • • 摄氏转华氏:=A2*9/5+32
  • • 摄氏转开尔文:=A2+273.15
  • • 摄氏转兰金:=(A2+273.15)*9/5

假设 A2 是华氏温度,可使用:

  • • 华氏转摄氏:=(A2-32)*5/9
  • • 华氏转开尔文:=(A2+459.67)*5/9
  • • 华氏转兰金:=A2+459.67

正式工程表格建议增加四项检查:输入单位下拉选择、负值和绝对零度边界校验、显示精度统一、原始值与转换值同时保留。程序还应拒绝低于 0 K、-273.15 ℃、-459.67 °F 或 0 °R 的温度值。

九、常见问题

1. 摄氏度转华氏度为什么要加 32?

摄氏温标和华氏温标的单位间隔与零点都不同。两者温差比例为 1:1.8,零点还相差 32 °F,所以温度值换算需要先乘 1.8,再加 32。

2. 0 ℃等于多少 K?

0 ℃等于 273.15 K。换算公式是 K = ℃ + 273.15。开尔文符号前没有度数符号。

3. 0 °F 等于多少摄氏度?

按 C = (F - 32) × 5/9 计算,0 °F 约等于 -17.78 ℃。

4. 摄氏度和华氏度什么时候数值相同?

在 -40 时两者数值相同,即 -40 ℃等于 -40 °F。把 F = C 代入换算公式即可得到该结果。

5. 1 ℃等于多少 K?

若表示温度差,1 ℃等于 1 K;若表示温度点,1 ℃等于 274.15 K。回答前必须明确讨论的是温差还是温度值。

6. 开尔文可以是负数吗?

普通热力学温度换算中,温度值不能低于 0 K。若计算结果小于 0 K,应检查输入值、单位、负号和公式是否错误。

7. 温度换算后应该保留几位小数?

应根据原始数据的不确定度、仪表分辨率和项目文件要求决定。换算公式不会提高测量准确度。计算时可保留较多中间位数,最终结果再统一舍入。


本文换算关系用于温度单位转换和工程数据核对,不构成具体阀门、仪表或工艺系统的使用许可。若需要核对高温、低温或深冷阀门工况,请准备介质、正常及极限温度、压力、流量、连接、材料、防爆和失效位置等数据。

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