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研究目的
沼气在广西农村特别是山区的应用已越来越广泛,是目前广西农村、山区节能、保护生态环境的有效办法,在广大农村、山区人民的生产、生活中起着越来越大的作用。但至今尚未有将沼气收集装罐与可移动使用的沼气灯、沼气灶。
环境资源已接近极限,能源危机不容忽视。针对当前能源紧张,城市经常停电,煤气价格上涨等问题,我们想到了如何将“微生物发酵沼气稳流燃烧装置”应用到城镇住楼房的居民生活之中,创新研制便携式沼气灯、沼气灶等,方便城镇楼房居民的生活需要。
制作过程
1.学习微生物发酵技术、沼气发酵原理
我们在老师的指导下学习基本的探究性学习方法,如确定选题、检索资料、方案设计、写研究报告等。这个阶段主要学习有关生物技术的微生物发酵技术、沼气发酵的知识。
2.设计微生物发酵沼气装置
小组成员根据学到的相关知识和有关科学原理,画出结构图,写清楚设计原理,待实验后再验证其可行性。该装置在实验过程中不断得到改进、完善和创新,直到最后获得成功。
3.制作微生物发酵沼气装置、沼气罐装装置、沼气灯、沼气灶
(1)收集制作装置材料。装置材料的主件发酵瓶、集气瓶和水压瓶可用日常生活中废弃的油壶和大可乐瓶。输气管可以用医院输液用管子,胶塞易买且价格便宜。插入胶塞的通水管可用废圆珠笔芯(内径大的一种)。
(2)制作产气装置和集气装置。制作沼气罐装装置、沼气灯、沼气灶;装置安装后,进行气密性实验。
4.微生物发酵沼气试验
(1)分别到不同的地点收集发酵的主要原料。校园内、菜市场里的有机垃圾,如不能食用的生菜叶、剩余的饭菜等;水塘里的淤泥、农村的植物秸杆、稻草、树叶、人畜粪等。
(2)将各种发酵的原料放入各组自制的发酵瓶内发酵。
(3)做产气量的对照试验。各种不同原料,在相同温度下产气量不一样。在选择发酵原料时还要考虑实际情况,即选择在当地容易找到的原料。
实验时我们请老师检查操作步骤是否正确,对试验中的现象作出判断,以保证结论的科学性、正确性。在不同环境(如温度的影响)下试验结果也有差异。
5.总装发酵试验、点燃试验
(1)把实验筛选出的最佳发酵材料填入发酵瓶。
(2)完成各瓶的连接检漏试验。
(3)把水装入集气瓶,用向下排水法收集沼气。发酵瓶产生沼气时,产生的压力将集气瓶里的水通过连通管压向水压平衡瓶。
(4)观察发酵瓶、集气瓶、水压平衡瓶情况。
(5)罐装的压缩试验(包括安全压力试验)。
(6)点灯实验,可根据火焰大小,调整阀门大小,调节沼气气流的快慢。如哪个环节有不足,则加以改进,直至满意为止。
6.研究微生物发酵沼气装置在生活中的应用
将沼气稳流燃烧装置应用于实际生活中:
(1)设计便携式沼气灯、沼气灶。
(2)收集灭火器瓶的空罐,压缩罐装沼气。
(3)用塑料瓶进行常压水压罐装沼气。
(4)分别连接沼气灯和沼气灶,并反复实验,改进设计直到能正常使用。
(5)宣传推广使用便携式沼气灯、沼气灶。
研究成果
此项活动是综合运用生物、化学、物理工程学科的相关知识进行的科技创新活动,对普及科技知识、锻炼动手能力很有意义。
1.实验结果
微生物发酵沼气能够通过压缩罐装,制做成便携式沼气灯和简易沼气灶。便携式沼气灯和简易沼气灶能在城镇楼房居民中使用。
2.该项目运用的科学方法、科学原理
本实验利用沼气的气体分子的有间距离原理。沼气的气体分子的有间距离是可以压缩的。如果条件允许,沼气还可以液化。使用时,只要打开阀门沼气就可以减压使用,就如同使用液化气一样。
专家点评
该作品以本地普遍使用的沼气能源为对象,巧妙地将沼气压缩存贮到废弃的消防瓶中。该项目设计出了一套较完整、可拆装的便携式沼气灶、沼气灯,给人们在农村、野外生活提供方便,并可减少对木材、煤炭等传统能源的依赖。
沼气在广西农村特别是山区的应用已越来越广泛,是目前广西农村、山区节能、保护生态环境的有效办法,在广大农村、山区人民的生产、生活中起着越来越大的作用。但至今尚未有将沼气收集装罐与可移动使用的沼气灯、沼气灶。
环境资源已接近极限,能源危机不容忽视。针对当前能源紧张,城市经常停电,煤气价格上涨等问题,我们想到了如何将“微生物发酵沼气稳流燃烧装置”应用到城镇住楼房的居民生活之中,创新研制便携式沼气灯、沼气灶等,方便城镇楼房居民的生活需要。
制作过程
1.学习微生物发酵技术、沼气发酵原理
我们在老师的指导下学习基本的探究性学习方法,如确定选题、检索资料、方案设计、写研究报告等。这个阶段主要学习有关生物技术的微生物发酵技术、沼气发酵的知识。
2.设计微生物发酵沼气装置
小组成员根据学到的相关知识和有关科学原理,画出结构图,写清楚设计原理,待实验后再验证其可行性。该装置在实验过程中不断得到改进、完善和创新,直到最后获得成功。
3.制作微生物发酵沼气装置、沼气罐装装置、沼气灯、沼气灶
(1)收集制作装置材料。装置材料的主件发酵瓶、集气瓶和水压瓶可用日常生活中废弃的油壶和大可乐瓶。输气管可以用医院输液用管子,胶塞易买且价格便宜。插入胶塞的通水管可用废圆珠笔芯(内径大的一种)。
(2)制作产气装置和集气装置。制作沼气罐装装置、沼气灯、沼气灶;装置安装后,进行气密性实验。
4.微生物发酵沼气试验
(1)分别到不同的地点收集发酵的主要原料。校园内、菜市场里的有机垃圾,如不能食用的生菜叶、剩余的饭菜等;水塘里的淤泥、农村的植物秸杆、稻草、树叶、人畜粪等。
(2)将各种发酵的原料放入各组自制的发酵瓶内发酵。
(3)做产气量的对照试验。各种不同原料,在相同温度下产气量不一样。在选择发酵原料时还要考虑实际情况,即选择在当地容易找到的原料。
实验时我们请老师检查操作步骤是否正确,对试验中的现象作出判断,以保证结论的科学性、正确性。在不同环境(如温度的影响)下试验结果也有差异。
5.总装发酵试验、点燃试验
(1)把实验筛选出的最佳发酵材料填入发酵瓶。
(2)完成各瓶的连接检漏试验。
(3)把水装入集气瓶,用向下排水法收集沼气。发酵瓶产生沼气时,产生的压力将集气瓶里的水通过连通管压向水压平衡瓶。
(4)观察发酵瓶、集气瓶、水压平衡瓶情况。
(5)罐装的压缩试验(包括安全压力试验)。
(6)点灯实验,可根据火焰大小,调整阀门大小,调节沼气气流的快慢。如哪个环节有不足,则加以改进,直至满意为止。
6.研究微生物发酵沼气装置在生活中的应用
将沼气稳流燃烧装置应用于实际生活中:
(1)设计便携式沼气灯、沼气灶。
(2)收集灭火器瓶的空罐,压缩罐装沼气。
(3)用塑料瓶进行常压水压罐装沼气。
(4)分别连接沼气灯和沼气灶,并反复实验,改进设计直到能正常使用。
(5)宣传推广使用便携式沼气灯、沼气灶。
研究成果
此项活动是综合运用生物、化学、物理工程学科的相关知识进行的科技创新活动,对普及科技知识、锻炼动手能力很有意义。
1.实验结果
微生物发酵沼气能够通过压缩罐装,制做成便携式沼气灯和简易沼气灶。便携式沼气灯和简易沼气灶能在城镇楼房居民中使用。
2.该项目运用的科学方法、科学原理
本实验利用沼气的气体分子的有间距离原理。沼气的气体分子的有间距离是可以压缩的。如果条件允许,沼气还可以液化。使用时,只要打开阀门沼气就可以减压使用,就如同使用液化气一样。
专家点评
该作品以本地普遍使用的沼气能源为对象,巧妙地将沼气压缩存贮到废弃的消防瓶中。该项目设计出了一套较完整、可拆装的便携式沼气灶、沼气灯,给人们在农村、野外生活提供方便,并可减少对木材、煤炭等传统能源的依赖。