KWALIFIKACJA ELE10 - CZERWIEC 2023

PYTANIE NR 16.
Która z wymienionych turbin wodnych jest stosowana w przypadku spadu wody powyżej 500 m?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Turbina Peltona jest turbiną impulsową przeznaczoną do pracy przy wysokich spadach (rzędu setek metrów), gdzie energia ciśnienia zamieniana jest na strugę uderzającą w czerpaki wirnika. Turbiny Kaplana i Deriaza stosuje się typowo przy niższych spadach, a Francisa przy spadach średnich.

Pełne wyjaśnienie:

Dobór turbiny wodnej zależy przede wszystkim od wysokości spadu oraz natężenia przepływu. Dla bardzo wysokich spadów (takich jak "powyżej 500 m") typowym rozwiązaniem jest turbina Peltona, czyli turbina impulsowa. W turbinie impulsowej prawie cała energia ciśnienia jest zamieniana w dyszy na energię kinetyczną strugi, która następnie uderza w czerpaki wirnika.

Odpowiedź "Peltona" jest poprawna, ponieważ ten typ turbiny jest kojarzony z warunkami dużych spadów i relatywnie mniejszych przepływów, typowych np. dla elektrowni górskich.

Pozostałe odpowiedzi są błędne z następujących powodów:

  • "Kaplana" – to turbina reakcyjna śmigłowa, zwykle dobierana do niskich spadów i dużych przepływów; przy bardzo wysokim spadzie nie jest typowym wyborem.
  • "Francisa" – turbina reakcyjna promieniowo-osiowa, najczęściej klasyfikowana jako rozwiązanie dla spadów średnich; dla skrajnie wysokich spadów częściej stosuje się turbiny impulsowe.
  • "Deriaza" – turbina o cechach zbliżonych do rozwiązań dla niskich/średnich spadów (warianty o regulowanej geometrii); nie jest klasycznym wyborem dla spadów rzędu setek metrów.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pojawia się bardzo wysoki spad (setki metrów), najpierw rozważ turbiny impulsowe, w tym Peltona. Gdy spad jest niski, częściej pojawiają się turbiny śmigłowe (Kaplana), a gdy średni – często Francis.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Turbina Peltona to turbina impulsowa, w której struga wody z dyszy uderza w czerpaki wirnika. Stosuje się ją głównie tam, gdzie występuje wysoki spad i zwykle mniejszy przepływ, typowo w warunkach górskich.
Przy bardzo wysokim spadzie łatwo uzyskać dużą prędkość strugi w dyszy. Konstrukcja Peltona efektywnie zamienia tę energię kinetyczną na moment obrotowy wirnika. Turbiny reakcyjne są częściej dobierane do niższych lub średnich spadów.
Pelton jest turbiną impulsową (struga z dyszy uderza w czerpaki), a Francis jest turbiną reakcyjną (przepływ przez wirnik przy zmianie ciśnienia). W praktyce Pelton częściej kojarzy się z wysokimi spadami, a Francis ze spadami średnimi.
Spad wody to różnica wysokości (energii potencjalnej) między poziomem wody przed turbiną a poziomem za turbiną. Im większy spad, tym większa dostępna energia jednostkowa, co wpływa na dobór typu turbiny i rozwiązania hydrauliczne.
Turbinę Kaplana stosuje się zwykle przy niskich spadach i dużych przepływach (np. rzeki nizinne). Jest to turbina śmigłowa reakcyjna, dobrze pracująca w warunkach, gdzie "siłą napędową" jest głównie duża ilość przepływającej wody, a nie bardzo duży spad.
Zwykle nie jest wskazywana jako klasyczne rozwiązanie dla spadów rzędu setek metrów. W nauczaniu i praktyce egzaminacyjnej wysokie spady kojarzy się przede wszystkim z turbinami impulsowymi, zwłaszcza Peltona, a Deriaza częściej z innymi zakresami pracy.
Wskazówką jest bardzo wysoki spad (setki metrów) oraz opis działania przez dyszę i strugę uderzającą w elementy wirnika. Jeśli w treści akcentowany jest wysoki spad, w pierwszej kolejności rozważ turbiny impulsowe, np. Peltona.
Najczęstsze błędy to: wybór turbiny "najbardziej znanej" bez analizy spadu, mylenie turbin reakcyjnych z impulsowymi oraz ignorowanie, że skrajnie wysoki spad zawęża wybór. Pomaga zapamiętanie: wysoki spad → Pelton, niski spad → Kaplan.
W praktyce liczą się oba parametry jednocześnie. Spad mówi, ile energii przypada na jednostkę masy wody, a przepływ decyduje o "ilości" tej energii w czasie. Jednak w zadaniach testowych bardzo wysoki spad jest silnym sygnałem do wyboru turbiny Peltona.
Ucz się mapowania: typ turbiny ↔ zakres spadu oraz impulsowa/reakcyjna. Rób krótkie fiszki: Pelton–wysoki spad, Francis–średni, Kaplan–niski. Dodatkowo przejrzyj schematy budowy i typowe miejsca zastosowań w elektrowniach wodnych.
info

Statystycznie 64% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Eksperci podkreślają: "Turbina Peltona jest turbiną impulsową przeznaczoną do pracy przy wysokich spadach (rzędu setek metrów), gdzie energia ciśnienia zamieniana jest na strugę uderzającą w czerpaki wirnika."

Źródła:

  • Wikipedia: "Turbina Peltona" – opis zastosowania przy wysokich spadach, https://pl.wikipedia.org/wiki/Turbina_Peltona (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia: "Pelton wheel" – zastosowanie dla high head, https://en.wikipedia.org/wiki/Pelton_wheel (dostęp: 2026-03-01)
  • Encyclopaedia Britannica: "Pelton turbine" – charakterystyka i zastosowanie, https://www.britannica.com/technology/Pelton-turbine (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z hydroenergetyki omawiające podział turbin i zakresy spadów
  • Materiały producentów turbin (karty katalogowe i opisy zastosowań)
  • Encyklopedie techniczne/akademickie hasła: Pelton wheel, Francis turbine, Kaplan turbine

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego