KWALIFIKACJA ELE6 + ELE7 - STYCZEŃ 2025

PYTANIE NR 5.
Na przedstawionym schemacie budowy i zasady działania turbiny Francisa literą B oznaczono
Ilustracja przedstawia schemat budowy i zasady działania turbiny Francisa, co jest związane z kwalifikacją zawodową TECHNIK
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Kierownice (aparat kierowniczy) w turbinie Francisa służą do regulacji dopływu wody do wirnika i nadania strudze właściwego kierunku oraz składowej wirowej. Na typowym schemacie są umieszczone przed wirnikiem, pomiędzy doprowadzeniem (rura spiralna) a częścią wirującą.

Pełne wyjaśnienie:

W turbinie Francisa przepływ wody jest realizowany przez kilka charakterystycznych elementów, które łatwo pomylić, jeśli nie pamięta się ich funkcji i kolejności w torze przepływu. Element oznaczony jako kierownice (aparat kierowniczy) to zespół łopatek kierujących, którego podstawowe zadania to:

  • regulacja natężenia przepływu (zmiana otwarcia kierownic),
  • ukształtowanie kierunku strugi dopływającej do wirnika,
  • nadanie strudze składowej wirowej, aby energia hydrauliczna mogła zostać skutecznie zamieniona na moment na wale.

Dlatego odpowiedź "kierownice" pasuje do elementu znajdującego się bezpośrednio przed wirnikiem i stanowiącego "sterowanie" pracą turbiny.

Pozostałe odpowiedzi są typowymi dystraktorami, bo również występują w turbinie Francisa, ale pełnią inne role:

  • "Rura spiralna" (obudowa spiralna) jest elementem doprowadzającym wodę dookoła aparatu kierowniczego, aby rozdział strumienia był możliwie równomierny na obwodzie. Zwykle leży "na zewnątrz" układu kierownic.
  • "Wirnik" to część wirująca, w której zachodzi zasadnicza wymiana energii i powstaje moment obrotowy. Na schemacie jest za kierownicami (po stronie dalszego przepływu).
  • "Rura ssąca" (dyfuzor/odprowadzenie) znajduje się za wirnikiem i odpowiada za odprowadzenie wody oraz odzysk części energii ciśnienia/prędkości, a nie za kierowanie strugi na wirnik.

Wskazówka egzaminacyjna: zapamiętaj kolejność toru przepływu w turbinie Francisa jako: doprowadzenie (spirala) → regulacja i nadanie kierunku (kierownice) → wymiana energii (wirnik) → odprowadzenie i odzysk (rura ssąca). To ułatwia rozpoznawanie elementów nawet na uproszczonych schematach.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kierownice to zespół łopatek aparatu kierowniczego, który reguluje dopływ wody do wirnika i nadaje strudze odpowiedni kierunek. Dzięki temu turbina może pracować z różnym obciążeniem, a woda trafia na wirnik pod właściwym kątem.
Rura spiralna (obudowa spiralna) doprowadza wodę dookoła turbiny i rozdziela strumień możliwie równomiernie na obwodzie aparatu kierowniczego. Nie służy do bezpośredniego sterowania strugą na wirnik, tylko do zasilania całego układu.
Ponieważ kierownice pozwalają zmienić natężenie przepływu i ukształtować kierunek strugi tak, aby wirnik otrzymywał wodę w warunkach zapewniających wysoką sprawność. Bez kierownic regulacja mocy byłaby ograniczona, a wzrosłyby straty i ryzyko zjawisk niekorzystnych.
Rura ssąca to element odprowadzający wodę za wirnikiem, zwykle o kształcie dyfuzora. Jej zadaniem jest zmniejszenie prędkości wypływu i częściowy odzysk energii, a także bezpieczne skierowanie wody do kanału odpływowego.
Wirnik jest częścią wirującą połączoną z wałem i ma łopatki robocze. Kierownice są elementem nieruchomym przed wirnikiem i tworzą pierścień łopatek sterujących. Na typowym przekroju kierownice leżą między rurą spiralną a wirnikiem.
Turbina Francisa jest turbiną reakcyjną: w wirniku zachodzi przemiana energii z istotnym udziałem zmian ciśnienia w przepływie. To odróżnia ją od turbin typowo akcyjnych, gdzie kluczowe jest oddziaływanie strugi o dużej prędkości.
Najczęściej myli się: kierownice z wirnikiem (bo oba mają łopatki), rurę spiralną z częścią kierowniczą (bo otacza turbinę) oraz rurę ssącą z kanałem doprowadzającym. Pomaga zapamiętanie kolejności toru przepływu przez turbinę.
Złe ustawienie kierownic może obniżać sprawność, powodować niekorzystne kąty natarcia na wirnik, wzrost drgań oraz ryzyko kawitacji. W praktyce eksploatacyjnej objawia się to gorszą stabilnością pracy i większymi stratami energetycznymi.
Kierownice reguluje się podczas zmiany obciążenia generatora i przepływu wody, np. przy dostosowaniu mocy do zapotrzebowania sieci. Zmiana otwarcia kierownic steruje ilością i charakterem dopływu wody do wirnika, wpływając na moc turbiny.
Ćwicz rozpoznawanie elementów po funkcji i położeniu: doprowadzenie (spirala), regulacja (kierownice), część wirująca (wirnik), odprowadzenie (rura ssąca). Warto przerobić kilka różnych schematów, bo oznaczenia literowe mogą się różnić między rysunkami.
info

Statystycznie 43% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Kierownice (aparat kierowniczy) w turbinie Francisa służą do regulacji dopływu wody do wirnika i nadania strudze właściwego kierunku oraz składowej wirowej."

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z maszyn wodnych (turbiny reakcyjne, turbina Francisa)
  • Atlas/kompendium rysunków maszyn przepływowych (przekroje turbin wodnych)
  • Materiały dydaktyczne z elektrowni wodnych: schematy przepływu i opis elementów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego