KWALIFIKACJA ELE10 - CZERWIEC 2020

PYTANIE NR 4.
Na rysunku przedstawiono przekrój turbiny natryskowej
Ilustracja przedstawia przekrój turbiny natryskowej, a dokładniej turbiny Peltona, która jest używana w kontekście
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Turbina natryskowa jest turbiną akcyjną (impulsową): struga wody z dyszy uderza w kubełki wirnika, a praca odbywa się głównie dzięki zmianie pędu strugi. Taką konstrukcję ma turbina Peltona. Turbiny Kaplana, Francisa i Deriaza zalicza się do turbin reakcyjnych.

Pełne wyjaśnienie:

Turbiny wodne dzieli się m.in. na akcyjne (impulsowe) oraz reakcyjne. W pytaniu kluczowe jest sformułowanie "turbina natryskowa", które w praktyce oznacza turbinę, w której woda wypływa z dyszy w postaci swobodnej strugi i uderza w elementy wirnika. W takiej turbinie spad (energia ciśnienia) jest w dużej mierze zamieniany na prędkość w dyszy, a na wirniku energia odbierana jest dzięki zmianie kierunku i wartości prędkości strugi. To charakterystyczne dla turbiny Peltona.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • "Deriaza" – jest to konstrukcja zaliczana do turbin reakcyjnych, pracujących w przewodzie/obudowie wypełnionej wodą, z istotnym udziałem różnicy ciśnień na wirniku. Nie jest typową turbiną natryskową z wolną strugą uderzającą w kubełki.
  • "Kaplana" – turbina Kaplana to turbina reakcyjna osiowa z regulowanymi łopatkami, przeznaczona zwykle do małych spadów i dużych przepływów. Jej cechy to przepływ przez kierownicę i wirnik w kanale wypełnionym wodą, a nie praca strugą natryskową.
  • "Francisa" – turbina Francisa jest turbiną reakcyjną promieniowo-osiową. Również pracuje przy przepływie w obudowie spiralnej i przez aparat kierowniczy, bez swobodnej strugi natryskowej charakterystycznej dla Peltona.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na przekroju widzisz dyszę oraz wirnik z kubełkami (miseczkami), myśl o turbinie Peltona. Jeśli widzisz obudowę spiralną, aparat kierowniczy i przepływ wypełniający kanał – to częściej turbiny reakcyjne (Francis/Kaplan/Deriaz). Takie rozróżnienie pozwala szybko zawęzić wybór do właściwej nazwy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Turbina natryskowa (impulsowa) pracuje dzięki strudze wody wypływającej z dyszy, która uderza w wirnik. Spad jest najpierw zamieniany na prędkość w dyszy, a wirnik odbiera energię ze zmiany pędu strugi. Typowym przykładem jest turbina Peltona.
W turbinie Peltona ciśnienie wody zasadniczo spada w dyszy, a na wirniku dominuje działanie siły wynikającej ze zmiany kierunku i prędkości strugi (impuls). To właśnie cecha turbin akcyjnych: energia pobierana jest głównie z pędu strugi, a nie z różnicy ciśnień w kanale przepływowym.
Najbardziej typowe są: dysza formująca skoncentrowaną strugę oraz wirnik z kubełkami (podwójnymi miseczkami), w które trafia struga. Brak klasycznej obudowy spiralnej i pracy w całkowicie wypełnionym kanałem przepływowym też jest ważną wskazówką.
Pelton jest turbiną akcyjną ze swobodną strugą z dyszy uderzającą w kubełki. Francis to turbina reakcyjna, w której przepływ odbywa się w obudowie i kanałach wypełnionych wodą, z istotnym udziałem spadku ciśnienia na wirniku oraz aparacie kierowniczym.
Pelton (akcyjna) wykorzystuje strugę natryskową i zwykle kojarzy się z większymi spadami. Kaplan (reakcyjna osiowa) pracuje przy przepływie w przewodzie wypełnionym wodą i często ma regulowane łopatki wirnika. Na rysunkach Kaplan przypomina śrubę, a nie wirnik z kubełkami.
Deriaz zalicza się do turbin reakcyjnych (mieszanych), a nie do klasycznych turbin natryskowych. W turbinach reakcyjnych przepływ jest prowadzony w kanałach wypełnionych wodą, a istotną rolę odgrywa różnica ciśnień na elementach przepływowych, w przeciwieństwie do uderzenia swobodnej strugi.
Stosuje się ją wtedy, gdy warunki hydrologiczne sprzyjają pracy impulsowej, czyli gdy można uzyskać silną, skoncentrowaną strugę z dyszy. W praktyce dobór zależy od kombinacji spadu i przepływu oraz od projektu elektrowni, a identyfikacja typu turbiny pomaga w doborze osprzętu i sposobu regulacji.
W turbinach reakcyjnych (np. Francis, Kaplan, Deriaz) typowe są: przepływ w obudowie wypełnionej wodą, elementy kierujące strumień (aparat kierowniczy), a często także obudowa spiralna (szczególnie w Francisie). Nie widać jednej swobodnej strugi z dyszy uderzającej w kubełki.
Najczęściej działa skrót myślowy: oba urządzenia są turbinami wodnymi, więc uczący się wybiera "znaną" nazwę bez analizy cech konstrukcji. Pomaga nawyk sprawdzania: czy jest dysza i kubełki (Pelton), czy kanał przepływowy pod ciśnieniem i aparat kierowniczy (Francis).
Po pierwsze, ustal: akcyjna czy reakcyjna. Szukaj na rysunku dyszy i swobodnej strugi (akcyjna). Po drugie, sprawdź kształt wirnika: kubełki sugerują Peltona, a wirnik "śrubowy" sugeruje Kaplana. Po trzecie, unikaj wyboru "na pamięć" bez dopasowania do cech.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 57% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "Turbina natryskowa jest turbiną akcyjną (impulsową): struga wody z dyszy uderza w kubełki wirnika, a praca odbywa się głównie dzięki zmianie pędu strugi."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Turbina Peltona" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Turbina_Peltona (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Turbina Francisa" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Turbina_Francisa (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Turbina Kaplana" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Turbina_Kaplana (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z maszyn i urządzeń energetycznych (turbiny wodne) dla technika energetyka
  • Instrukcje producentów i opisy budowy turbin wodnych (części: dysza, wirnik, kierownica)
  • Atlas/rysunki przekrojów turbin Peltona, Francisa i Kaplana do ćwiczeń rozpoznawania

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego