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。
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。
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。
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。
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。
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℃ × 9/5Δ℃ = Δ°F × 5/9Δ°R = ΔK × 9/5ΔK = 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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:
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。。
假设 Excel 或 WPS 表格的 A2 单元格是摄氏温度,可使用:
=A2*9/5+32=A2+273.15=(A2+273.15)*9/5假设 A2 是华氏温度,可使用:
=(A2-32)*5/9=(A2+459.67)*5/9=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。
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。
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。
按 C = (F - 32) × 5/9 计算,0 °F 约等于 -17.78 ℃。
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。
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。
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。
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。