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1 三水平三因素正交试验设计 2 正交试验设计Orthogonalexperimentaldesign 例如作一个三因素三水平的实验 按全面实验要求 须进行3 3 27种组合的实验 且尚未考虑每一组合的重复数 若按L9 34 正交表安排实验 只需作9次 按L16 45 正交表进行16次实验 显然大大减少了工作量 常用的三个水平三个因素与三水平四因素的正交表一样都是L9 34 正交表 3 正交表是一整套规则的设计表格 Ln tc 用L为正交表的代号 n为试验的次数 t为水平数 c为列数 也就是可能安排最多的因素个数 例如正交表L9 34 它表示需作9次实验 最多可观察4个因素 每个因素均为3水平 一个正交表中也可以各列的水平数不相等 我们称它为混合型正交表 如L8 4 24 此表的5列中 有1列为4水平 4列为2水平 正交表每一列中 不同的数字出现的次数相等 例如在两水平正交表中 任何一列都有数字 1 与 2 且任何一列中它们出现的次数是相等的 如在三水平正交表中 任何一列都有 1 2 3 且在任一列的出现次数均相等 4 例1 正交试验设计探究银镜反应的反应条件 设置三水平三因素正交试验 5 L9 34 正交试验 K1 K2 K3为其平均值 R为极差 7 数据分析 直接比较表2可知在这9个实验结果中 以实验5产生的银镜效果最好 按因素列来看 其水平组合为A2 B2 C3 分别是各因素中影响最大的水平 由图可以看出本实验各因素组合中的最优组合为A2 B2 C3 而通过R值的大小可以看出本实验因素存在显著性顺序 其主次关系为C A B 即影响银镜反应的因素最主要的是乙醛的浓度 其次是温度 硝酸银的浓度 故通过利用正交试验法得出的用乙醛作为还原剂做银镜反应时 对实验影响最大的因素是乙醛的浓度 实验的最佳条件是用水浴加热到80 2 的硝酸银溶液 使用40 的乙醛溶液 8 例2 正交试验设计优化碱性钙基膨润土的改性条件 设置三水平三因素正交试验 9 L9 34 正交试验 10 水土比L S对脱水材料脱水率影响 CaO与活性白土配比对脱水材料脱水率影响 11 从正交表数据处理中可以看出因素C的极差R最大 其次是因素A 因素B的极差最小 故可知CaO用量对脱水材料脱水率影响最显著 从因素A列中均值K3较大 因素B列中K2较大 因素C列中K2较大 故可知A3 B2 C2是各因素中影响最大的水平 即水土比为2 5 1m
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