试验设计与分析 试验结果分析 第四章试验结果的分析 -直观分析法
试验设计与分析 试验结果分析
试验设计与分析 试验结果分析 4.1试验结果的直观分析 1.单指标正交试验设计及其结果的直观分析 例4-1柠檬酸硬脂酸单甘酯是一种新型的仪器乳化剂，它是柠 檬酸与硬脂酸单甘酯在一定的真空度下，通过酯化反应制得， 现对其合成工艺进行优化，以提高乳化剂的乳化能力。乳化能 力测定方法：将产物加入油水混合物中，经充分地混合、静置 分层后，将乳状液层所占的百分比作为乳化能力。根据探索性 试验，确定的因素与水平如表4-1所示。假定因素间无交互作 用。 表4-1因素水平表 因素 水平 温度℃ 酯化时间 催化剂种类 1 130 3 甲 120 2 乙 3 110 4 丙
试验设计与分析 试验结果分析 1. 单指标正交试验设计及其结果的直观分析 例4-1 柠檬酸硬脂酸单甘酯是一种新型的仪器乳化剂，它是柠 檬酸与硬脂酸单甘酯在一定的真空度下，通过酯化反应制得， 现对其合成工艺进行优化，以提高乳化剂的乳化能力。乳化能 力测定方法：将产物加入油水混合物中，经充分地混合、静置 分层后，将乳状液层所占的百分比作为乳化能力。根据探索性 试验，确定的因素与水平如表4-1所示。假定因素间无交互作 用
试验设计与分析 试验结果分析 1)选正交表 2)表头设计 3)明确试验方案 4)做试验，取得试验结果 5)确定因素的主次顺序及优选试验方案 表4-3试验方案 因素 日 B 空白列 列 温度℃) 酯化时间()催化剂种类 试验方案 乳化能力 试验号 号 1 2 3 ￥ 1 1(130) 1 1(3) 1(甲) A:B.C: 2 1 2 2(2) 2(乙) A:B:C: 3 1 3 3(4) 3(丙) A:B:C: 4 2(120) 1 2 3 A.B:C: 5 2 2 3 1 A.B:C: 6 2 3 1 2 A.B.C: 7 3(110) 1 3 2 A.B:C: 8 3 1 3 A.B.C: 9 3 3 2 1 A.B.C:
试验设计与分析 试验结果分析 1）选正交表 2）表头设计 3）明确试验方案 4）做试验，取得试验结果 5）确定因素的主次顺序及优选试验方案
试验设计与分析 试验结果分析 表4-4试验方案及试验结果分析 因素 9 B C 列 温度（℃） 空白列 酯化时间() 催化剂种类 乳化能力 试验号 号 1 2 3 4 1(130) 1 1(3) 1(甲) 0.56 2 1 2 2(2) 2(乙) 0.74 3 1 3 3(4) 3(丙】 0.57 2(120】 义 2 3 0.87 6 2 2 3 1 0.85 2 3 1 2 0.82 ℉ 3(110) 1 3 2 0.67 8 2 1 3 0.64 9 3 3 2 1 0.66 K 1.87 2.10 2.02 2.07 K 2.54 2.23 2.27 2.23 K 1.97 2.05 2.0g 2.08 k: 0.623 0.700 0.673 0.690 ka 0.847 0.743 0.757 0.743 k 0.657 0.683 0.697 0.693 极差 0.67 0.18 0.25 0.16 因素主+次 ABC 优方案 A.:B:C:
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试验设计与分析 试验结果分析 几点提示： 1)因素的水平顺序尽可能按随机顺序； 2)试验顺序不一定要按正交表确定的先后顺序； 3)空白列的极差同样要进行计算，它对判断交互作用是否 存在及是否漏掉重要因素具有重要的参考作用； 4)实际确定最优方案时，还应区分因素的主次，对于主要 因素，一定要按有利于指标的要求选取最好的水平，而对 于不重要的因素，由于其水平改变对试验结果的影响较小， 测可以根据有利于降低消耗、提高效率等目的来考虑别的 水平。 5)必要时对优选方案进行试验验证； 6)也可以绘出水平一指标趋势图进行直观分析判断
试验设计与分析 试验结果分析 几点提示： 1）因素的水平顺序尽可能按随机顺序； 2）试验顺序不一定要按正交表确定的先后顺序； 3）空白列的极差同样要进行计算，它对判断交互作用是否 存在及是否漏掉重要因素具有重要的参考作用； 4）实际确定最优方案时，还应区分因素的主次，对于主要 因素，一定要按有利于指标的要求选取最好的水平，而对 于不重要的因素，由于其水平改变对试验结果的影响较小， 则可以根据有利于降低消耗、提高效率等目的来考虑别的 水平。 5）必要时对优选方案进行试验验证； 6）也可以绘出水平－指标趋势图进行直观分析判断
试验设计与分析 试验结果分析 0.90 0.80 一定量因素 0.70 一一一一定性因索 0.50 As Az A B2 B1 Bs C1 C2 Us 因索水平 图4-1因素水平-指标趋势图 2.多指标试验结果的直观分析 一个指标不能全面评价试验结果的好坏。 常用方法：综合平衡法，综合评分法
试验设计与分析 试验结果分析 2. 多指标试验结果的直观分析 一个指标不能全面评价试验结果的好坏。 常用方法：综合平衡法，综合评分法
试验设计与分析 试验结果分析 1、综合平衡法 先对每个指标分别进行单指标的直观分析，得到每个指标的 影响因素主次顺序和最佳水平组合，然后根据理论知识和实 际经验，对各指标的分析结果进行综合比较和分析，得出最 优方案。 实例：某工厂排放的废水中含有机污染物和悬浮物，现拟通过试验确定 合理的混凝处理该废水的条件。拟考察的因素及水平如下表所示。试通 过正交试验设计，找出最好的废水处理方案。考察两个指标；第一个为 出水中的有机物含量，以COD(mg/L)表示；第二个为出水中的悬浮物含 量，以SS(mg/L)表示。 因素 A凝聚剂种类+ B药剂用量 絮凝时间 水平和 mg/Le mine 1 硫酸铝 102 10 20 三氯化铁知 40 20 3 聚合硫酸铝 70 30-
试验设计与分析 试验结果分析 1、综合平衡法 先对每个指标分别进行单指标的直观分析，得到每个指标的 影响因素主次顺序和最佳水平组合，然后根据理论知识和实 际经验，对各指标的分析结果进行综合比较和分析，得出最 优方案。 实例：某工厂排放的废水中含有机污染物和悬浮物，现拟通过试验确定 合理的混凝处理该废水的条件。拟考察的因素及水平如下表所示。试通 过正交试验设计，找出最好的废水处理方案。考察两个指标；第一个为 出水中的有机物含量，以COD(mg/L)表示；第二个为出水中的悬浮物含 量，以SS(mg/L)表示
试验设计与分析 试验结果分析 正交试验安排及试验结果表 表头设计 A Be Ce 出水 出水SS 列号 COD mgA 试验号和 1e 2知 3e 4 mgA le 1 1e 3 2 30.4 8.2 20 20 le 1 1e 28.59 10.2 3e 3 1 20 3 14.6 4.2 4e 1e 2e 20 1e 19.5 5.5 5 20 2 30 3e 18.4e 5.5e 69 3 2 le 2 15.6 3.8 Te le 3 1e 3e 20.5 5.6 8e 20 3 20 20 20.6 4.8 0p 30 3 30 1e 13.03 3.5
试验设计与分析 试验结果分析 正交试验安排及试验结果表
试验设计与分析 试验结果分析 试验结果统计分析表 指标 出水C0D 出水Ssmg九 因素 凝骤剂种类药剂用量 絮凝时间凝骤剂种类 药剂用量絮凝时间。 列号 1e 20 3和 1e 20 30 K1e 70.4 73.5 64.6和 19.3 22.6 19.6e K2e 67.5 53.5 54.7 20.5 14.8 14.5 K3e 43.20 54.1 61.8 11.5 13.9 17.2 kle 23.5 24.5 21.5 6.4 7.5 6.5 k2e 22.5 17.8 18.2 6.8e 4.9即 4.8 k3e 14.4 18.0- 20.6 3.8 4.6 5.7 Re 9.1 6.7 3.3 2.7e 2.9 1.7
试验设计与分析 试验结果分析 试验结果统计分析表
试验设计与分析 试验结果分析 各指标的优化方案为： 对COD指标是A3B2C2;对SS指标是A3B3C2; 各指标不同因素的主次地位是： 对COD指标是ABC;对SS指标是BAC; 凝聚剂种类A:对两个指标来说取3水平都是最好的。无争议 药剂用量B:对SS指标来说，因素B最重要，取B3效果最 好，对COD来说其次重要地位，取B2效果好，但与B3差别 较小，综合考虑取B3。有争议，需要综合分析 絮凝时间C:对两个指标来说取3水平都是最好的。无争议。 最终最佳方案取：A3B3C2
试验设计与分析 试验结果分析 各指标的优化方案为： 对COD指标是A3B2C2；对SS指标是A3B3C2； 各指标不同因素的主次地位是： 对COD指标是ABC；对SS指标是BAC ； 凝聚剂种类A：对两个指标来说取3水平都是最好的。无争议 药剂用量B：对SS指标来说，因素B最重要，取B3效果最 好，对COD来说其次重要地位，取B2效果好，但与B3差别 较小，综合考虑取B3。有争议，需要综合分析 絮凝时间C：对两个指标来说取3水平都是最好的。无争议。 最终最佳方案取： A3B3C2