KWALIFIKACJA ELE6 + ELE7 - CZERWIEC 2017

PYTANIE NR 3.
Na schemacie turbiny gazowej pracującej w układzie otwartym symbolem X oznaczono
Ilustracja przedstawia schemat turbiny gazowej pracującej w układzie otwartym, co jest związane z kwalifikacją E23 dla
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W układzie otwartym turbiny gazowej powietrze z otoczenia najpierw jest sprężane, następnie trafia do komory spalania, a później rozpręża się w turbinie napędzającej maszynę elektryczną.
Dlatego symbol odnoszący się do pierwszego stopnia obiegu (przed spalaniem) oznacza sprężarkę, a nie turbinę, komorę spalania ani generator.

Pełne wyjaśnienie:

W turbinie gazowej pracującej w układzie otwartym czynnikiem roboczym jest powietrze zasysane z otoczenia. Typowy, podstawowy ciąg technologiczny (schemat blokowy) wygląda następująco:

  • sprężarka – podnosi ciśnienie powietrza, przygotowując je do efektywnego spalania,
  • komora spalania – doprowadza paliwo i realizuje spalanie przy przepływie, zwiększając temperaturę (i energię) gazów,
  • turbina – rozpręża gorące gazy i zamienia energię gazów na moc mechaniczną na wale,
  • generator synchroniczny (lub inny generator) – zamienia moc mechaniczną wału na energię elektryczną.

Odpowiedź "sprężarkę" jest poprawna, jeżeli symbol X na schemacie wskazuje element znajdujący się na początku toru przepływu powietrza (przed komorą spalania) i/lub element, który jest mechanicznie sprzęgnięty z turbiną tym samym wałem w celu napędu sprężania.

Odpowiedź "turbinę" jest błędna, gdy symbol X odnosi się do części sprężającej: turbina znajduje się dalej w torze przepływu, za komorą spalania, i pełni funkcję rozprężną, a nie sprężną.

Odpowiedź "komorę spalania" jest błędna, ponieważ komora spalania jest pośrednim członem między sprężarką a turbiną i odpowiada za doprowadzenie ciepła w procesie spalania, a nie za sprężanie powietrza.

Odpowiedź "generator synchroniczny" jest błędna, bo generator jest elementem elektrycznym po stronie odbioru mocy z wału; nie uczestniczy w przemianach ciśnienia/temperatury czynnika na schemacie przepływowym turbiny gazowej. W schematach obiegu często jest rysowany jako osobny blok na wale, a nie jako element toru przepływu gazów.

Wskazówka egzaminacyjna: patrz na kierunek przepływu (od zasysanego powietrza do wylotu spalin) oraz na to, czy element jest częścią toru gazowego (sprężarka/komora/turbina), czy częścią układu przetwarzania mocy (generator).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Turbina gazowa w układzie otwartym zasysa powietrze z otoczenia, spręża je, spala paliwo w komorze spalania, a następnie rozpręża spaliny w turbinie. Spaliny są usuwane na zewnątrz, czyli czynnik roboczy nie krąży w zamkniętej pętli.
Sprężarka podnosi ciśnienie powietrza doprowadzanego do komory spalania. Wyższe ciśnienie poprawia warunki spalania i umożliwia uzyskanie większej mocy z turbiny. W praktyce sprężarka zużywa znaczną część mocy turbiny, dlatego jej stan mocno wpływa na osiągi.
Najpierw spręża się powietrze, aby spalanie zachodziło przy wyższym ciśnieniu i dawało korzystniejszy bilans energetyczny. Dopiero po sprężeniu doprowadza się paliwo i podnosi temperaturę w komorze spalania. Taka kolejność jest typowa dla prostego obiegu turbiny gazowej.
Sprężarka jest częścią, w której rośnie ciśnienie powietrza (pobiera moc z wału), a turbina to część, w której spaliny się rozprężają (oddaje moc na wał). Na schemacie przepływowym sprężarka jest przed komorą spalania, a turbina za nią.
Generator synchroniczny pojawia się wtedy, gdy turbina gazowa napędza układ wytwarzania energii elektrycznej. Na schemacie jest zwykle dołączony do wału (ciągu mechanicznego), a nie do toru przepływu gazów. Jego zadaniem jest zamiana mocy mechanicznej na elektryczną.
Najczęściej wyróżnia się: sprężarkę, komorę spalania i turbinę, a po stronie mocy: wał oraz generator lub inny odbiornik. W bardziej rozbudowanych układach mogą dojść np. wymienniki ciepła, dopalacze czy układy odzysku, ale rdzeń pozostaje taki sam.
Nie. W układzie otwartym powietrze jest pobierane z otoczenia, a spaliny po przejściu przez turbinę są odprowadzane na zewnątrz. Brak "powrotu" czynnika roboczego odróżnia go od układu zamkniętego, gdzie czynnik krąży w obiegu.
Częstym powodem jest patrzenie na schemat jak na "ciąg urządzeń" bez śledzenia kierunku przepływu i funkcji energetycznej. Jeśli ktoś kojarzy tylko, że "paliwo jest ważne", może intuicyjnie wskazać komorę spalania. Pomaga zapamiętać kolejność: sprężanie, spalanie, rozprężanie.
Najpierw ustal kierunek przepływu: od zasysania powietrza do wylotu spalin. Element przed komorą spalania, którego funkcją jest zwiększenie ciśnienia, to sprężarka. Dodatkową wskazówką bywa połączenie wałem z turbiną, bo turbina napędza sprężarkę.
Ćwicz na prostych schematach blokowych: zaznaczaj kierunek przepływu i podpisuj elementy (sprężarka, komora spalania, turbina, generator). Ucz się funkcji każdego członu, a nie tylko nazw. Dobrą metodą jest opowiadanie obiegu "krok po kroku" własnymi słowami.
info

Statystycznie 46% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Źródła:

  • Wikipedia: "Gas turbine" – opis podstawowych elementów (compressor, combustor, turbine), https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_turbine (dostęp: 2026-03-02)
  • The Engineering ToolBox: "Gas Turbines – Brayton Cycle" (opis obiegu i elementów), https://www.engineeringtoolbox.com/gas-turbine-brayton-cycle-d_200.html (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty do przedmiotów: maszynoznawstwo energetyczne, turbomaszyny
  • Schematy blokowe obiegów: Braytona (turbina gazowa) – wersja otwarta i zamknięta
  • Instrukcje eksploatacji turbin gazowych (materiały producentów) – rozdziały o układzie przepływowym

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego