Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA MEC3 + MEC5 + MEC8 + MEC9 - STYCZEŃ 2012



PYTANIE NR 32.
Ile wynosi sprawność efektywna turbiny parowej ηe, jeżeli sprawność wewnętrzna turbiny wynosi ηi = 0,8, a sprawność mechaniczna ηm = 0,9?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Sprawność efektywna turbiny jest iloczynem sprawności składowych: ηe = ηi · ηm. Podstawiając dane: 0,8 · 0,9 = 0,72. Wynik jest bezwymiarowy i musi być mniejszy od każdej ze sprawności cząstkowych, co tu jest spełnione.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano dwie sprawności opisujące różne rodzaje strat w turbinie parowej:

  • sprawność wewnętrzna (ηi) – odnosi się do strat w samym procesie przepływu i przemiany energii czynnika (np. nieodwracalności, oporów przepływu), czyli tego, jak "idealny" jest proces wewnątrz turbiny,
  • sprawność mechaniczna (ηm) – opisuje straty mechaniczne (np. tarcie w łożyskach, uszczelnieniach, opory ruchu), czyli ile mocy z części przepływowej dociera na wał jako moc użyteczna.

Gdy te straty działają kolejno, całkowity efekt jest multiplikatywny. Dlatego sprawność efektywna (wynikowa) jest iloczynem:

ηe = ηi · ηm

Podstawienie danych liczbowych:

ηe = 0,8 · 0,9 = 0,72

To oznacza, że z punktu widzenia mocy użytecznej na wale uzyskuje się 72% tego, co wynikałoby z idealnych założeń bez strat.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 0,64 – to typowy skutek pomyłki rachunkowej albo użycia niewłaściwych danych (np. przyjęcia 0,8 · 0,8). Nie wynika z podanego zestawu sprawności.
  • 0,81 – to 0,9 · 0,9 lub 0,8 + 0,01 w wyniku błędnej intuicji; często wybierane przez osoby, które "trzymają się" liczby 0,9 zamiast zastosować właściwy wzór.
  • 0,92 – jest większe niż ηi=0,8, co jest nielogiczne dla iloczynu sprawności (wynik nie może przekroczyć najmniejszej sprawności cząstkowej). Taki wybór zwykle wynika z błędu addytywności (dodawania zamiast mnożenia) lub zbyt powierzchownego porównania liczb.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli masz kilka sprawności opisujących kolejne "etapy" przeniesienia energii/mocy, to w większości zadań łączy się je przez mnożenie. Szybki test sensowności: wynik musi być <= każdej ze sprawności składowych.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest sprawność efektywna turbiny parowej ηe?
Sprawność efektywna ηe to wynikowa sprawność turbiny "na wale", uwzględniająca kilka rodzajów strat. Najczęściej traktuje się ją jako iloczyn sprawności cząstkowych, np. wewnętrznej (proces przepływu) i mechanicznej (tarcie, łożyska). Dzięki temu łatwiej ocenić, skąd biorą się straty mocy.
Jak obliczyć ηe, gdy znam ηi i ηm?
W typowych zadaniach przyjmuje się zależność: ηe = ηi · ηm. Wstawiasz liczby w postaci ułamków dziesiętnych (np. 0,8 zamiast 80%), mnożysz i ewentualnie zaokrąglasz wynik. To podejście działa, gdy sprawności opisują kolejne etapy przekazywania mocy.
Dlaczego sprawności turbiny zwykle się mnoży, a nie dodaje?
Bo straty działają "po kolei": najpierw część energii traci się w procesie wewnętrznym, a dopiero z tego, co zostało, występują straty mechaniczne. Dodawanie sugerowałoby, że straty nie zależą od siebie i można je sumować liniowo, co zwykle nie opisuje przepływu mocy w maszynie.
Czy ηe może być większa od ηi albo ηm?
W modelu, gdzie ηe = ηi · ηm, wynik musi być mniejszy lub równy każdej sprawności cząstkowej, bo iloczyn liczb z przedziału 0–1 zawsze maleje. Jeśli w obliczeniach wychodzi większa wartość, to najczęściej oznacza błąd: zły wzór, dodawanie zamiast mnożenia albo pomyłkę w zapisie procentów.
Jakie jednostki ma sprawność turbiny η?
Sprawność nie ma jednostek – jest wielkością bezwymiarową. Można ją zapisywać jako ułamek dziesiętny (np. 0,72) albo w procentach (72%). Na egzaminach trzeba uważać, aby nie pomylić tych zapisów: 0,8 to 80%, a nie 0,8%.
Jak szybko sprawdzić, czy wynik sprawności jest sensowny?
Użyj testu logicznego: wynikowa sprawność całkowita powinna być mniejsza od sprawności składowych, bo uwzględnia więcej strat. Gdy ηi i ηm są mniejsze od 1, to ich iloczyn też będzie mniejszy od obu. Taka kontrola pomaga wychwycić błędy rachunkowe w kilka sekund.
Jakie błędy rachunkowe najczęściej psują wynik 0,8 · 0,9?
Najczęstsze są: (1) błędne przesunięcie przecinka (np. 0,72 zapisane jako 7,2), (2) zamiana procentów na ułamki bez dzielenia przez 100, (3) mnożenie złych liczb, bo ktoś przepisał dane (np. 0,8 · 0,8). Pomaga zapisanie działania w jednej linijce i kontrola sensowności wyniku.
Kiedy w praktyce rośnie sprawność mechaniczna ηm turbiny?
ηm rośnie, gdy maleją straty tarcia i opory ruchu, np. po poprawnym smarowaniu łożysk, właściwej regulacji, ograniczeniu ocierania uszczelnień, poprawie współosiowości wału czy usunięciu uszkodzeń powierzchni. W utrzymaniu ruchu to ważne, bo poprawa ηm bezpośrednio podnosi moc użyteczną na wale.
Co oznacza sprawność wewnętrzna ηi w turbinie parowej?
ηi opisuje, jak blisko idealnej (izentropowej) przemiany zachodzi rozprężanie pary w części przepływowej turbiny. Uwzględnia straty przepływowe, turbulencje i nieodwracalności. Nie dotyczy jeszcze tarcia w łożyskach i przekazywania mocy na zewnątrz – to obejmuje sprawność mechaniczna.
Jak przygotować się do zadań o sprawności na egzaminie zawodowym?
Warto opanować: (1) definicję sprawności jako ilorazu "użyteczne/doprowadzone", (2) typowe relacje, gdzie sprawności etapowe się mnoży, (3) zamianę procentów na ułamki dziesiętne oraz (4) szybkie testy sensowności (wynik <= każdej sprawności składowej). Najlepsza metoda to krótkie serie zadań rachunkowych.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 72% zdających egzamin. średnio łatwe

Eksperci podkreślają: "Sprawność efektywna turbiny jest iloczynem sprawności składowych: ηe = ηi · ηm."

Źródła:

  • Yunus A. Çengel, Michael A. Boles, "Thermodynamics: An Engineering Approach", rozdziały dotyczące sprawności i bilansów energii (definicje sprawności i łączenie sprawności etapowych), McGraw-Hill, ostatnie wydania
  • Richard W. Haywood, "Analysis of Engineering Cycles: Power, Refrigerating and Gas Liquefaction Plant", część dotycząca sprawności oraz strat mechanicznych w maszynach cieplnych (ujęcie sprawności całkowitej jako iloczynu), Pergamon Press

Materiały:

  • Podręcznik do podstaw termodynamiki technicznej (dział: sprawność maszyn cieplnych)
  • Skrypt/opracowanie z maszyn przepływowych (turbiny parowe: definicje sprawności)
  • Zbiór zadań z obliczeń energetycznych i sprawności (zadania na iloczyn sprawności)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego