Karta pracy na zajęciach z przedmiotu:
Nowoczesne metody i techniki prowadzenia zajęć dydaktycznych (studia doktoranckie)

Data: 19.01.2016 r.

Autor opracowania: Dariusz Niksa

^{(imię i nazwisko)}

PLAN NARZĘDZIA KONTROLI

Przedmiot: Technologie bioenergetyczne

Zakres tematyczny: Treści z ćwiczeń 9-11

Wersja: A Czas rozwiązywania: 45 min.

Poziom wymagań

Nr zadania (w narzędziu kontroli)

Sprawdzane efekty kształcenia

Kategoria celów poznawczych (A, B, C i D)

Maksymalna liczba punktów za zadanie

Norma ilościowa w poziomie wymagań

Forma zadania (RO, KO, L, WW, D, PF)

Efekty przedmiotowe

Podstawowe

1 3 4 5 7 10 12

Podaje definicję „wilgotności biomasy” Oblicza wilgotność biomasy w oparciu o wzory użytkowe Rozróżnia ciepło spalania od wartości opałowej Charakteryzuje zasady pomiaru ciepła spalania Oblicza wartość opałową biomasy w oparciu o wzory użytkowe Streszcza najistotniejsze cechy metody kalorymetrycznej Potrafi wykonać pomiary parametrów biomasy metodą suszarkowo-wagową

A C B C C B C

1 1 1 1 1 1 1

100%= 7 pkt. na zal. 70% = 5 pkt. = dst.

WW1 RO2 WW1 WW1 RO2 WW1 WW1

W1 U2 W1 W2 U2 W2 U2

Ponadpodstawowe

2 6 8 11 9

Porównuje wilgotność biomasy zebranej w różnych okresach roku Ocenia najkorzystniejsze warunki do zbioru biomasy Potrafi zaproponować metodę podnoszącą parametry kaloryczne biomasy Przygotowuje bombę kalorymetryczną Ocenia możliwości zwiększenia wartości opałowej biomasy

C D D C D

1 1 1 1 1

100% = 5 pkt. na ocenę db 50% = 3 pkt. na ocenę bdb 80% = 4 pkt.

WW1 WW1 WW1 WW1 WW1

U2 U2 U2 U2 U2

Łącznie

A – 1 B – 2 C – 6 D – 3

12

Dwie formy: WW -1 RO - 2

W – 4 U - 8

…………………………… …………………………..

(imię i nazwisko) (data)

Kolokwium z przedmiotu: Technologie bioenergetyczne

1. Zaznacz prawidłową odpowiedź

1. wilgotność biomasy do celów energetycznych określa stosunek masy wody w niej zawartej do jej masy całkowitej, wyrażony w procentach

2. wilgotność biomasy jest to jej powierzchniowa wilgotność występująca po opadach atmosferycznych

3. wilgotność biomasy do celów energetycznych określa stosunek masy wody w niej zawartej do jej masy całkowitej, wyrażony w g m^-3

4. wilgotność biomasy do celów energetycznych określa stosunek suchej masy do masy całkowitej, wyrażony w procentach

2. Wskaż stwierdzenie prawdziwe

1. wilgotność biomasy jest wyższa w okresie letnim, a niższa w okresie wiosennym

2. wilgotność biomasy nie zmienia się w zależności od pory roku

3. najniższą wilgotność biomasy, a co za tym idzie najlepsze jej parametry opałowe, można uzyskać podczas zbiorów w okresie zimowym

4. najniższą wilgotność biomasy uzyskuje się podczas zbiorów letnich, a najwyższą podczas jesiennych i zimowych

3. Oblicz wilgotność biomasy w oparciu o podane dane

Masa próby zrębków wierzbowych do oznaczania wilgotności wynosi 50 g. Masa naczynka wagowego wynosi 5 g. Po wysuszeniu masa próby wraz z naczynkiem wagowym wynosiła 35 g. Jaka była wilgotność zebranej biomasy?

……………………………………………………………………………………………………….

Odp:………………………………………………………………………………………………….

4. Wskaż prawidłowe wyjaśnienie definicji „ciepło spalania”

1. inaczej górna wartość opałowa (HHV – higher heating value), to jednostka ciepła otrzymanego dzięki całkowitemu i zupełnemu spaleniu ściśle określonej ilości paliwa np. drzewnego w znormalizowanych warunkach (temperatura 25 ^oC = 298K, ciśnienie 1 atm) oraz skroplonej pary wodnej otrzymanej z pierwotnej wilgotności drewna, oraz pary wodnej, która tworzy się podczas spalania.

2. inaczej dolna wartość opałowa (LHV – lower heating value). Wyrażana jest w kJ/kg, MJ/kg lub GJ/Mg. Ponieważ woda zawsze opuszcza palenisko w postaci pary, zatem ciepło spalania określa tą część ciepła, wydzielającego się przy spalaniu, która może być wykorzystana użytecznie.

3. inaczej górna wartość spalania (HHV – higher heating value), to jednostka ciepła otrzymanego dzięki niecałkowitemu spaleniu ściśle określonej ilości paliwa np. drzewnego w znormalizowanych warunkach (temperatura 25 ^oC = 298K, ciśnienie 1 atm) oraz skroplonej pary wodnej otrzymanej z pierwotnej wilgotności drewna, oraz pary wodnej, która tworzy się podczas spalania.

5. Wskaż stwierdzenie opisujące zasadę metody określania ciepła spalania

1. ciepło spalania określa się poprzez ilość popiołu pozostałego po spaleniu próbki biomasy w bombie kalorymetrycznej

2. ciepło spalania mierzone jest termometrem wbudowanym w piec muflowy

3. określenie ciepła spalania polega na całkowitym i zupełnym spaleniu próbki paliwa w atmosferze tlenu przy odpowiednim ciśnieniu w bombie kalorymetrycznej

4. określenie ciepła spalania polega na niezupełnym spaleniu próbki paliwa w atmosferze tlenu przy odpowiednim ciśnieniu w bombie kalorymetrycznej

6. Plantacja wierzby krzewiastej znajduje się na terenie podmokłym, glebie torfowo-murszowej. Wskaż w jakich warunkach pogodowych najkorzystniej zebrać plon

1. jedynie w okresie letnim, gdy temperatury są wysokie

2. w okresie jesiennym, w ciepły suchy dzień

3. w okresie zimowym, gdy temperatury spadną poniżej 0 ^oC

4. pora roku nie ma znaczenia, ważne by nie padał deszcz podczas zbiorów

7. Obliczyć wartość opałową biomasy topoli pozyskiwanej z plantacji energetycznej dla Wrt = 55, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 i 5%. Wynik podać z dokładnością 0,01.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

8. Wskaż w jaki sposób można podnieść wartość kaloryczną biomasy

1. plony zbierać w porze suchej, zrębki bezpośrednio przetransportować do odbiorcy, bez wcześniejszego składowania

2. plony zbierać w porze suchej, zrębki sezonować przed przekazaniem odbiorcy końcowemu

3. plony zbierać w porze wilgotnej, natychmiast przekazać odbiorcy, by uzyskać jak najwyższą wartość ciepła spalania

4. termin zbioru zrębków jest nieistotny, ważne ażeby zrębki, bądź całe pędy składować w magazynach lub pod przykryciem do następnego sezonu grzewczego zanim zostaną przekazane odbiorcy

9. Pan Jan Kowalski posiada plantacje wierzby krzewiastej. Planuje zbiory biomasy w formie zrębków na przełomie lutego i marca. Prognozy pogodowe na ten okres przewidują obfite opady śnieżne oraz temp. powyżej 0 ^oC, zatem wartość opałowa zrębków będzie relatywnie niska. Czy Pan Kowalski może coś zrobić, by podnieść ten parametr? Wskaż prawidłowe rozwiązanie

1. w tych warunkach pogodowych najlepszym rozwiązaniem jest sprzedaż zrębków bezpośrednio do odbiorcy, bez wcześniejszego składowania

2. podwyższeniu wartości opałowej służy składowanie biomasy przez kilka miesięcy, zatem powinien utworzyć hałdę zrębków i czekać aż wartość parametru się podniesie

3. jeśli Pan Kowalski posiada odpowiednio duże magazyny, może składować tam biomasę i czekać na podniesienie parametru

4. żadne z przedstawionych rozwiązań nie jest prawidłowe

10. Wskaż główne założenia metody kalorymetrycznej

1. kalorymetr, dzięki wbudowanemu w nim komputerowi i ciekłokrystalicznemu monitorowi, zapewnia pełną kontrolę, wizualizację procesu oraz samodzielne, automatyczne obliczanie ciepła spalania. Praca z wykorzystaniem dwóch metod pomiarowych: dynamicznej (7-10 minut) oraz izoperiobolicznej (25-30 minut) przy temperaturze 250C i 300C

2. kalorymetr, dzięki wbudowanemu w nim komputerowi i ciekłokrystalicznemu monitorowi, zapewnia częściową kontrolę, wizualizację procesu oraz półautomatyczne obliczanie ciepła spalania. Praca z wykorzystaniem dwóch metod pomiarowych: dynamicznej (7-10 minut) oraz izoperiobolicznej (25-30 minut) przy temperaturze 250C i 300C

3. kalorymetr, wraz z podłączonymi - komputerem i ciekłokrystalicznym monitorem, zapewnia pełną kontrolę, wizualizację procesu oraz samodzielne, automatyczne obliczanie ciepła spalania. Praca z wykorzystaniem dwóch metod pomiarowych: dynamicznej (5-20 minut) oraz izoperiobolicznej (25-45 minut) przy temperaturze 150C i 350C.

4. żadne z założeń nie jest prawidłowe

11. Wskaż brakujący element przygotowywania bomby kalorymetrycznej

Naważenie próby, założenie nitki bawełnianej na głowicę bomby kalorymetrycznej, założenie tygla z naważoną próbą na uchwyt bomby, złożenie i zabezpieczenie bomby, ustawienie parametrów procesu na komputerze, podwieszenie bomby na kalorymetrze, zainicjowanie procesu pomiaru

1. wysuszenie próby w suszarce

2. umieszczenie nitki w tyglu z biomasą

3. ustawienie parametrów na kalorymetrze

4. w podanej sekwencji nie brakuje żadnego elementu

12. Które z poniższych zdań opisuje metodę suszarkowo-wagową w badaniu wilgotności biomasy miskanta olbrzymiego?

1. metoda ta polega na suszeniu biomasy w suszarce przez ok. 15 min. po czym próba jest ważona i obliczana jest jej wilgotność

2. metoda ta polega na suszeniu biomasy w piecu muflowym przez 10 min. po czym próba jest ważona i obliczana jest jej wilgotność

3. metoda ta polega na suszeniu biomasy w suszarce w temp. 105 ^oC przez ok. 8 min. po czym próba jest ważona i obliczana jest jej wilgotność

4. metoda ta polega na suszeniu biomasy w suszarce w temp. 105 ^oC przez 8 min. po czym próba jest ważona i obliczana jest zawartość suchej masy w próbie

Klucz odpowiedzi do kolokwium

1. a

2. c

3. 36%

4. a

5. c

6. c

7. Wrt = 55 – 7,30; 50 – 8,38; 45 – 9,50; 40 – 10,60; 35 – 11,60; 30 – 12,71; 25 – 13,79;

20 – 14,87; 15 – 15,95; 10 – 17,04; 5 – 18,12

8. d

9. d

10. a

11. b

12. c