tin tức-sự kiện

Cuộc Thi sáng tạo KHKT năm học 2014 - 2015

CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP TỈNH

DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC

NĂM HỌC 2014 - 2015

ĐƠN VỊ : PHÒNG GIÁO 

Tên dự án

BẾP TRẤU CẢI TIẾN

TẬN DỤNG NĂNG LƯỢNG HAO PHÍ

 

Lĩnh vực: NĂNG LƯỢNGDỤC - ĐÀO TẠO THANH LIÊM

 

Tác giả:  Hoàng Quỳnh Anh          - Học sinh lớp 9B

                                      Đỗ Văn Khải                      - Học sinh lớp 9A

                                      Trường THCS Thanh Hương - Thanh Liêm 

MỤC LỤC

 

 Mục lục

 Lời cảm ơn

PHẦN A: NỘI DUNG

I. Tóm tắt

II. Giơí thiệu tổng quan về vấn đề nghiên cứu.

III. Giả thuyết khoa học và phát biểu mục đích nghiên cứu.

IV. Phương pháp nghiên cứu

1.    Kế hoạch cải tiến.

2.    Cấu tạo bếp trấu ngoài thị trường

3.    Cấu tạo, hoạt động của bếp trấu tận dụng năng lượng hao phí.

4.    Quy trình làm bếp.

a.     Nguyên liệu và dụng cụ.

b.    Thiết kế sản phẩm.

c.     Các bước tiến hành.

V. Số liệu kết quả nghiên cứu.

VI. Phân tích số liệu/kết quả.

 

PHẦN B: KẾT LUẬN

              PHẦN C: TÀI LIỆU THAM KHẢO

 LỜI CẢM ƠN

 

Nhóm thực hiện đề tài “Bếp trấu cải tiến tận dụng năng lượng hao phí” tham dự cuộc thi khoa học kĩ thuật tỉnh Hà Nam năm học 2014-2015 của trường THCS Thanh Hương chúng em xin chân thành cảm ơn:

- Ban giám hiệu trường THCS Thanh Hương.

- Các thày giáo, cô giáo hướng dẫn.

- Gia đình các thành viên của nhóm.

- Các thầy giáo, cô giáo trong hội đồng giám khảo Cuộc thi Khoa học Kĩ thuật của huyện Thanh Liêm năm học 2014-2015.

          Đã động viên, khích lệ, giúp đỡ để sản phẩm “Bếp trấu cải tiến tận dụng năng lượng hao phí” được hoàn thành theo yêu cầu hội thi.

          Tuy vậy, “Bếp trấu cải tiến tận dụng năng lượng hao phí” vẫn không tránh khỏi hạn chế và thiếu sót. Vì vậy, nhóm chúng em rất mong các thầy giáo, cô giáo và bạn bè đóng góp ý kiến xây dựng để đề tài được hoàn thiện và mang ý nghĩa thiết thực hơn.

Chúng em xin trân trọng cảm ơn!

  

PHẦN A: NỘI DUNG

 

I. Tóm tắt nội dung dự án

Nền kinh tế thế giới đang trên đà phát triển, nhu cầu về năng lượng ngày càng tăng, trong khi nguồn năng lượng trong nước như than, dầu khí… đang dần cạn kiệt, gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy phát triển năng lượng sạch, năng lượng tái tạo có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, đồng thời góp phần bảo đảm an ninh năng lượng, tạo điều kiện cho phát triển kinh tế ….

Việt Nam là một đất nước với nền nông nghiệp rất phát triển. Bên cạnh mức tăng trưởng xuất khẩu nông sản còn đọng lại vấn đề về các bãi chứa, đầu ra cho các phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu, thân cây chuối, vỏ dừa, bã mía, … Số liệu hàng trăm ngàn tấn nông sản xuất khẩu hàng năm, tương ứng với con số gấp nhiều lần như thế về phế phẩm nông nghiệp thải ra môi trường sẽ là vấn nạn đe dọa ô nhiễm môi trường cho các tỉnh trong đó có tỉnh Hà Nam.

Đặc biệt, khi mùa đông tới vần đề nước nóng dùng cho sinh hoạt đối với đại đa số nông dân nghèo là một vấn đề cần thiết. Do điều kiện kinh tế của người dân nói chung và của người dân Hà Nam nói riêng còn hạn hẹp, việc lắp đặt bình nước nóng dùng điện năng và bình nước nóng thái dương năng là rất khó khăn.

Chính vì vậy nhóm em đề xuất ý tưởng ứng dụng Bếp trấu cải tiến tận dụng năng lượng hao phí” cho vùng nông thôn Việt Nam với mục tiêu:

-  Giải quyết vấn đề tận dụng phụ phẩm nông nghiệp ở vùng nông thôn (đặc biệt là vỏ trấu).

- Tiết kiệm nguồn năng lượng hóa thạch, xây dựng nền kinh tế ít cacbon, đặc biệt tiết kiệm điện năng.

- Bảo vệ môi trường.

- Tận dụng nguồn nhiệt năng hao phí của bếp trấu để làm nóng nước phục vụ cho sinh hoạt hàng ngày, tiết kiệm cho túi tiền eo hẹp của người nông dân.

II. Giới thiệu tổng quan về vấn đề nghiên cứu

- Bếp trấu ngoài thị trường là loại bếp dùng để đun nấu phục vụ sinh hoạt của con người hàng ngày.

- Bếp trấu cải tiến tận dụng năng lượng hao phí: Ngoài chức năng như các bếp trấu thông thường trên thị trường, nó còn có tác dụng dùng để làm nóng nước phục vụ sinh hoạt cho con người, có thể điều chỉnh ngọn lửa phù hợp với yêu cầu sử dụng, lấy tro trấu ra dễ dàng và có độ bền cao hơn so với bếp trấu ngoài thị trường. Việc tận dụng được năng lượng hao phí góp phần đáng kể vào tiết kiệm năng lượng hóa thạch, bảo vệ môi trường. Đặc biệt tiết kiệm nguồn điện năng thiếu hụt hiện nay.

III. Giả thuyết khoa học và phát biểu mục đích nghiên cứu

- Để giải quyết vấn đề nước nóng trong sinh hoạt, các gia đình thường lắp bình nước nóng sử dụng điện năng hoặc bình thái dương năng. Bình nước nóng sử dụng điện có công suất lớn tiêu hao nhiều điện năng. Nếu tất cả các gia đình đều lắp bình nước nóng sử dụng điện thì ảnh hưởng rất lớn tới nguồn năng lượng quốc gia, gây sự cố quá tải trong giờ cao điểm, tăng chi phí cho xây dựng, điều hành của nhà máy điện, ảnh hưởng xấu môi trường,…Mặt khác khi lắp bình nước nóng sử dụng điện và bình nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời chưa phù hợp với túi tiền của người dân nghèo về kinh phí lắp đặt và kinh phí sử dụng.

- Nếu tận dụng được tất cả năng lượng hao phí thì giúp con người tiết kiệm nguồn năng lượng rất lớn và sẽ giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

- Trên thị trường, từ lâu đã xuất hiện bếp trấu bằng Inoc. Bếp trấu này sử dụng các phế phẩm dư thừa của nông nghiệp như: trấu, vỏ dừa, củi vụn,…để đun nấu phục vụ cho sinh hoạt hằng ngày. Trong quá trình sử dụng chúng em thấy nguồn năng lượng hao phí của bếp quá nhiều. Nếu tận dụng được nguồn năng lượng này để làm nóng nước phục vụ cho sinh hoạt thì tiết kiệm được chi phí chất đốt, điện năng  rất nhiều. Đồng thời giảm lượng nhiệt năng truyền ra môi trường góp phần khắc phục hiện tượng biến đổi khí hậu, là vấn đề nan giải mà toàn cầu đang quan tâm.

- Vận dụng kiến thức về vật lí, chúng em đã nghiên cứu, cải tiến bếp trấu thông thường thành “Bếp trấu cải tiến tận dụng năng lượng hao phí” để đun nước nóng phục vụ sinh hoạt, góp phần nâng cao đời sống cho người dân nghèo.

IV. Phương pháp nghiên cứu.

1. Kế hoạch cải tiến

Dựa trên cấu tạo bếp trấu trên thị trường, thiết kế cải tiến thêm:

+ Cải tiến hệ thống điều chỉnh gió để điều chỉnh ngọn lửa theo yêu cầu sử dụng.

+ Cải tiến buồng khí thành buồng chứa nước để tận dụng năng lượng hao phí làm nóng nước  phục vụ cho sinh hoạt và tăng tuổi thọ của bếp.

+ Lắp thêm hệ thống lấy nước vào, ra bằng ống nhựa (ống chịu nhiệt đối với đường nước ra), ống kim loại,  khóa dễ kiếm trên thị trường, đơn giản, dễ lắp đặt.

+ Cải tiến đáy bếp: đáy rời có lỗ thoát để lấy tro trấu ra dễ dàng ở cửa lấy tro .

 

3. Cấu tạo và hoạt động của bếp trấu tận dụng năng lượng hao phí (hình vẽ)

a. Cấu tạo

 

b. Hoạt động

- Nạp trấu, củi,… vào bếp.

- Vặn khóa cho nước vào buồng chứa nước, đóng khóa khi nước đầy, cắm mô tơ vào cửa đón gió.

- Mồi lửa vào bếp, bật mô tơ và mở van điều chỉnh khí vào. Trấu bén lửa khoảng 5 phút, mở van cấp nước cho nước tiếp tục vào buồng chứa nước. Nước ở phần trên nhận nhiệt nở ra, nổi lên và được đẩy ra ngoài theo nguyên tắc bình thông nhau. Quá trình này tiếp tục diễn ra và ta thu được nước nóng chảy ra bình chứa.

* Chú ý: Khi bếp tắt lửa ta vẫn có thể tiếp tục cho nước vào buồng chứa để tận dụng nhiệt lượng của tro hồng đến khi nước ra không còn nóng nữa mới thôi. Quãng thời gian này giảm tốc độ nước vào.

4. Quy trình làm bếp.

a. Nguyên liệu, dụng cụ

- Bếp trấu ngoài thị trường.

- Ống nối kim loại, nhựa, cút nhựa.

- Mỏ hàn, que hàn.

………………..

b. Thiết kế sản phẩm

- Buồng khí bên thay bằng buồng chứa nước có vòi dẫn nước vào và ra.

- Phần khí thổi lên trên đưa ra ngoài thân bếp bằng ống dẫn nhựa có khóa để điều chỉnh luồng khí lên mặt thoáng bếp, điều chỉnh ngọn lửa.

- Phần đáy bằng lưới sắt dời để lấy tro trấu qua cửa lấy tro trấu dễ dàng.

c. Các bước tiến hành

- Bước 1: Tạo hai hình trụ bằng tôn có kích cỡ khác nhau. Lồng hai hình trụ vào nhau, tạo đáy bếp (có phần đáy rời để lấy tro dễ dàng), mặt trên bếp có cấu tạo tương tự như bếp ngoài thị trường. Phần buồng chứa nước được hàn kín.

- Bước 2: Tạo cửa gió vào ở các buồng khí, tạo cửa nước vào và ra ở thành ngoài của bếp. Tạo cửa sổ lấy tro trấu ra ngoài.

- Bước 3:  Lắp các ống cút kim loại, và các ống dẫn nước và khí, các khóa điều chỉnh.

V. Số liệu/kết quả nghiên cứu

 

Nhiên liệu trấu (kg)

Lượng nước đun (lít)

Nhiệt độ ban đầu (0C)

Nhiệt độ cuối cùng (0C)

Lượng nước nóng tận dụng năng lượng hao phí (lít)

Bếp trấu ngoài thị trường

1

7

25

100

0

Bếp  trấu nghiên cứu

1

7

25

100

20 lít  ở 650C

VI. Phân tích số liệu/ kết quả

1. Khả năng ứng dụng:

 - Bếp đun trấu cải tiến rất phù hợp với quy mô hộ gia đình ở các vùng nông thôn Việt Nam. Người dân sẽ tận dụng được nguồn phế phẩm nông nghiệp tại chỗ, đồng thời tiếp cận phương pháp sử dụng nhiên liệu khoa học, đảm bảo sức khỏe con người và không gây ô nhiễm môi trường.

- Tiết kiệm năng lượng hao phí.  

2. Đánh giá hiệu quả:

- Từ bảng kết quả trên chúng em tính được nhiệt lượng nước thu vào từ nhiệt lượng hao phí theo công thức: Q = m.c.(t – t1) = 20.4200.(65-25)= 3360000 J. Nhiệt lượng này tương đương với lượng điện năng tiêu thụ là 0,93kwh.

- Nếu một hộ gia đình sử dụng trung bình mỗi ngày 3kg trấu bằng bếp này thì tiết kiệm được lượng điện năng tương ứng là 0,93x3= 2,79kwh. Vậy mỗi tháng, một gia đình có thể tiết kiệm được lượng điện năng tương ứng là 2,79x30 =83,7kwh. Nếu tính ra tiền Việt Nam sẽ tiết kiệm được khoảng:

4185 x 30 = 125 550 đồng (Trung bình 1500 đ/1kwh). Con số này không nhỏ đối với 1 hộ gia đình nông dân nghèo.

Bảng so sánh ưu, nhược điểm bếp trấu ngoài thị trường với bếp trấu tận dụng năng lượng hao phí:

Đặc điểm

Bếp trấu trên thị trường

Bếp trấu tận dụng năng lượng hao phí

Ưu điểm

- Gọn nhẹ, dễ sử dụng, giá thành hạ, tận dụng nông sản dư thừa.

- Bảo vệ môi trường.

- Ưu điểm tương tự như bếp ngoài thị trường.

 Ngoài ra: - Tận dụng năng lượng hao phí.

-  Điều chỉnh ngọn lửa theo ý muốn.

- An toàn cho người sử dụng bếp

- Nâng cao độ bền thành bếp.

Nhược điểm

- Năng lượng hao phí nhiều nên hiệu suất của bếp thấp.

- Khó điều chỉnh ngọn lửa.

- Dễ gây bỏng cho người sử dụng khi vô ý chạm vào vỏ bếp.

- Thành bếp nhanh hỏng.

- Nhiều chi tiết hơn. Tuy nhiên ta có thể tháo rời các bộ phận dẫn nước, dẫn khí bên ngoài khi di chuyển hoặc khi không sử dụng.

 

+ Bếp trấu tận dụng năng lượng hao phí đạt được tất cả các lợi ích của bếp trấu thông thường như:

- Về mặt xã hội: 

Bếp đun trấu tận dụng năng lượng hao phí giảm được nhiều khói bụi trong nhà bếp nên giảm được ô nhiễm không khí trong nhà bếp, hạn chế bệnh về mắt và đường hô hấp. Thời gian dành cho nấu ăn được rút ngắn nên người nội trợ (đa phần là phụ nữ) có thêm thời gian cho việc chăm sóc gia đình, hoặc tham gia công tác xã hội, học tập nâng cao kiến thức v.v.... Do hiệu quả về tiết kiệm chất đốt nên nhiều gia đình không phải gánh rơm rạ về đun mà để lại ruộng, làm tăng độ mùn xốp của đất, góp phần tăng năng suất cây trồng, hơn nữa là tiết kiệm nguồn nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt.

- Về mặt môi trường: Ưu điểm nổi bật của loại bếp này là không tạo khói, đặc biệt là giảm thiểu đáng kể phát thải khí CO độc hại ra môi trường, góp phần phát triển kinh tế xanh, hạn chế biến đổi khí hậu. Bếp trấu cải tiến là loại bếp đun vận hành đơn giản. Bên cạnh đó tro trấu rất tốt cho môi trường, nó hấp thụ được kim loại nặng trong đất và làm sạch nguồn nước.

- Ngoài ra, Bếp trấu cải tiến tận dụng năng lượng hao phí còn góp phần nâng cao đời sống cho dân nghèo, giảm gánh nặng cho lưới điện quốc gia, góp phần ổn định khí hậu trái đất. Bếp trấu này có tuổi thọ cao hơn so với bếp trấu ngoài thị trường. Về mặt kinh tế loại bếp này có giá thành cao hơn không đáng kể so với bếp ngoài thị trường vì chỉ thêm phần ống dẫn khí và nước bằng ống, cút, van nhựa có giá thành rẻ, dễ kiếm trên thị trường.

 

 

PHẦN B: KẾT LUẬN

 Với kết quả như trên, để nấu xong một bữa ăn gồm: đun nước, luộc rau,….Lượng nước nóng thu được có thể cung cấp đủ cho một hộ gia đình sử dụng sinh hoạt tiện lợi, chi phí thấp và tiết kiệm điện, bảo vệ môi trường.

 Nếu việc đun nấu vào buổi trưa, mùa hè không cần nước nóng để tắm giặt thì có thể tận dụng nguồn nước nóng để đun nấu tiết kiệm được thời gian đun và nguyên liệu chất đốt, bảo vệ môi trường.

Với các lợi ích như vậy, chúng em mong muốn “Bếp trấu cải tiến tận dụng năng lượng hao phí” này sớm được các cơ quan chức năng và doanh nghiệp quan tâm đến để sản xuất đồng loạt phục vụ cho người nông dân nghèo, nâng cao đời sống sinh hoạt cho người dân.

  

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Bếp trấu trên thị trường.

- Các thông tin trên mạng Internet về bếp trấu.

- Sách giáo khoa vật lí THCS.

- Các tài liệu cuộc thi khoa học kĩ thuật trên mạng Internet

- Các tài liệu cuộc thi khoa học kĩ thuật cấp tỉnh năm 2013-2014.

 

 

 

 

 

 

Tác giả: Trường THCS Thanh Hư

Xem thêm

bài giảng thi GVG - Nguyễn Văn Cộng 2019-2020 THCS Thanh Hương
bài giảng thi GVG - Nguyễn Thu Hà 2019-2020 THCS Thanh Hương
Phút sinh hoạt truyền thống trong lễ Khai giảng năm học 2019-2020
Đón học sinh trong Lễ khai giảng năm học 2019-2020
Bài giảng thi GVG tỉnh, môn Vật lí 6, Nguyễn Văn Cộng