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兰州理工大学技术工程学院校园数学建模A题

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    2012-12-22 16:22
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    [LV.3]偶尔看看II

    自我介绍
    兰州理工大学技术工程学院数学院数学建模协会会长

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    群组学术交流B

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    发表于 2012-11-13 16:57 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta
                                                                                       A题- z0 J0 r1 H3 ]% m) v) N* k' I& e
                                             农村户用沼气池的设计
    4 d# |$ I4 r; b* U( E       沼气是有机物质在厌氧环境中,在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下,通过微生物发酵作用,产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的,所以被称为沼气。沼气含有多种气体,主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物,产生沼气的过程,叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用,沼气细菌可以分为分解菌和甲烷细菌两大类。分解菌的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等,包含纤维分解菌、蛋白分解菌和脂肪分解菌;甲烷细菌的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。有机物变成沼气首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成结构简单的化合物,然后在甲烷细菌的作用下,将简单的化合物生成甲烷。
    # f0 b8 Z' s$ R9 p4 i. ]6 [' C随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广,根据当地使用要求和气温、地质等条件,家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、顶返水水压式池、分离浮罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池等。形式虽然多种多样,但是归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。
    0 N$ ?$ Y( c7 S8 H近年,随着煤、油等燃料的价格上涨,我国北方农户用于煮饭、烧水的生活费用大幅增加。同时,政府也倡导利用新能源替代传统能源,以减少环境污染。位于兰州地区某农牧片区的住户(按10人计),欲建造一座沼气池可供给日常生活用热(主要用于煮饭和烧水)。试按以下要求给出您对该农户的合理建议(包括建设成本、经济效益、发酵菌种类型和用量、沼气池结构及尺寸参数等)。
    : y) ^5 N) A1 |! M1.建造球形固定拱盖水压式沼气池(结构见附件),并分析各季节产气量;# n; y8 C7 W* V( d" T, u
    2.球形沼气池的施工难度大,不便于建造。请根据该地区的实际情况,为该住户重新设计一座结构合理的沼气池;
    % P% u0 q- ^3 U+ z* I1 \3.我国北方地区因冬季寒冷而存在沼气不发酵的现象,请给出经济可行的解决方案。+ h% y* ^% B! [) J

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