化工基础实验第三章

七、正交试验结果的极差分析法
化工基础实验第三章
根据极差计算结果,得出一系列结论: ★各因素对指标的影响,哪个是主要的,哪个是次要的?
依据极差大小,排列因素的主次顺序为 w,T×τ T τ,M
★各因素的水平变化时,指标的变化规律 ▲ 硫酸质量分率w对指标的影响 w取2水平时,收率比较高
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允测量量 m 程 测 ax上 量限 量程 10% 下 0 限
注：Δmax是用标准表和该仪表对同一变量测量时所 得到的两个读数之差，这个差值在测量范围内 各点是不同的，最大的差值即Δmax。
精度等级是把仪表的最大允许误差δ去掉“±”和“％”后 的数值。数值越小，表示仪表的精度越高；反之，数 值越大，仪表的精度越低。
量的，也可以是定性的；③定量因素的水平之间的距离可以相
等也可以不等。
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第三步：根据因素和水平数，选择正交表，进行表头 设计，然后采用“对号入座”的办法，将对应的水平填 入正交表中，便得到实验计划表。
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第四步：根据安排好的计划表进行实验，将实验结果填入表中。
注意：①每一横行代表一个试验条件，具体操作时只需考虑 因素该如何取值，而不必考虑交互作用列和空列怎么取值； ②实验时严格控制实验条件③实验顺序可以随机化。 第五步：对实验结果进行化分工基析础—实验极第三差章分析法和方差分析法
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第4章 化工实验参数测量方法
4.1 测量技术基础知识
静态特性
精度 线性度 回差（又称变差） 灵敏度（又称静态灵敏度）和灵敏限 重复性 阂值 稳定性 漂移
动态特性 反映测量仪表对于随时间变化的输入量的响应特性
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一.静态特性--评定工业测量仪表的指标
1.精确度：表示仪表测量结果可靠程度最重要的指标 仪表的最大允许误差：
pH值
投曲量w/%
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★适宜操作条件
发酵时间取4水平:72h 初始pH值取1水平: pH=4 投曲量取2水平: 10% 发酵温度:20～50℃
★ 进一步试验方向
发酵时间＞72h 投曲量＞10% 效果怎样?
方差分析与极差分析的比较:
①在方差分析中必须有不安排因素或交互作用的空列，作为误 差列；②在极差分析中以极差大小确定因素或交互作用的重要 性，而在方差分析中，以各因素的显著程度决定因素或交互作 用的显著程度。
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例1 确定仪表精度等级
某台测温仪表的量程为600 ℃～1100℃，校验该仪 表的最大绝对误差为±4℃，试求该仪表的允许误差 与精度等级。 仪表的允许误差
允 ＝ （ 11 046℃ 00 ） 0＝ ℃ 0.8％
▲ 交互作用T×τ对指标的影响
T1τ2、T2τ1对应的收率较高
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▲ 温度T、反应时间τ、操作方式M对指标的影响
★ 最适宜的操作条件 各因素取收率最高所对应的水平
★ 进一步试验方向 w＞27%，收率是否更高？
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八、正交试验结果的方差分析法
1 首先计算各列的Fi值，确定各列的显著程度
第三章 试验设计方法
正交试验设计法
正交试验法的优点 正交表的符号、意义、特点 因素之间的交互作用 选用正交表的基本原则 正交表的表头设计 正交试验法的基本步骤 正交试验结果—极差分析法 正交试验结果—方差分析法 在化工基础化工实基础验实验中第三的章 应用实例
六、正交设计法的基本步骤
例3 乙酰胺苯磺化反应实验
4
1
4
4
22
2
2
(10) (72) (4)
5
2
1
2
221
2
(20) (12) (6)
6
2
2
1
222
1
(20) (24) (7)
7
2
3
4
111
2
(20) (48) (4)
8
2
4
3
112
1
(20) (72) (5)
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89 ew
总酸度/ % y
1
1
(5%)
2
2
(10%)
2
2
(10%)
1
1
(5%)
实验目的：提高乙酰胺苯的收率
第一步：明确实验目标,确定试验指标
第二步：确定因素和水平
要考虑哪些因素和交互作用列:已经知道其对指标有
影响,但影响大小不清楚或怀疑其对指标有影响；
水平选择则要依据专业知识、实践经验及实验要求
等来确定。本例选的各因素都是2水平的。
注意：①各水平代表哪一具体数值是随机的；②因素可以是定
1
2
(10%)
2
1
(5%)
2
1
(5%)
1
2
(10%)
6.36 7.43 10.36 11.56 8.66 5.39 15.50 19.53
接上表
列号 1
2
试验号 T
τ
9
3
1
(30) (12)
10
3
2
(30) (24)
11
3
3
(30) (48)
12
3
4
(30) (72)
13
4
1
(50) (12)
14
3 211 21
1
(5)
(5%)
2 122 11
1
(6)
(5%)
1 121 22
2
(7)
(10%)
12.08 13.13 8.03 12.45 13.49 10.77 9.80 16.54
化工基础实验第三章
化工基础实验第三章
通过方差分析能引出的结论： ★各因素的显著程度
发酵时间对指标的影响在α=0.10水平上显著 pH值和投曲量在α=0.25水平上显著 发酵温度对指标的影响不显著 ★ 指标随各因素的变化规律
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化工基础实验第三章
八、正交试验结果的方差分析法
2 试验指标随因素的不同水平的变化规律
3 适宜的操作条件
同极差分析法
4 进一步试验方向 例4: 为了提高发酵饲料的营养,选择了四个因素进行正交试验,
其因素ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ平为:
成品的总酸度越大越好,寻找适宜工艺条件? 解:试验指标:成品酸量y,mol/L
3个因素为4水平 1个因素为2水平 选L16化(4工3基×础2实6验)第正三交章 表
使用正交表L16（43×26）的正交试验数据表
列号 1 试验号 T
2
3
456
7
τ
pH e
e
e
e
1
1
1
1
111
1
(10) (12) (7)
2
1
2
2
112
2
(10) (24) (6)
3
1
3
3
221
1
(10) (48) (5)
4
2
(50) (24)
15
4
3
(50) (48)
16
4
4
(50) (72)
3
456 789
pH e e e e e w
总酸度/ % y
3 122 22
1
(5)
(5%)
4 121 11
2
(4)
(10%)
1 212 21
2
(7)
(10%)
2 211 12
1
(6)
(5%)
4 212 12
2
(4)
(10%)