试验设计与数据处理试验报告

试验设计与数据处理试验报告试验设计与数据处理试验报告 正交试验设计 1 为了通过正交试验寻找从某矿物中提取稀土元素的最优工艺条件 使稀土元素提取率最 高 选取的水平如下 水平 A 酸用量 ml B 水用量 ml C 反应时间 h 1 2 25 20 20 40 1 2 需要考虑交互作用有 A B A C B C 如果将 A B C 分别安排在正交表 L8 27 的 1 2 4 列上 试验结果 提取量 ml 依次是 1 01 1 33 1 13 1 06 1 03 0 08 0 76 0 56 试用方差分析法 0 05 分析实验结 果 确定较优工艺条件 解 1 列出正交表 L8 27 和实验结果 进行方差分析 试验号 ABA BCA CB C 空号提取量 ml 111111111 01 211122221 33 312211221 13 412222111 06 521212121 03 621221210 8 722112210 76 822121120 56 K14 534 173 663 933 53 663 63 K23 153 514 023 754 184 024 05 k12 2652 0851 831 9651 751 831 815 k21 5751 7552 011 8752 092 012 025 极差 R 1 380 660 360 180 680 360 42 因素主次 A A C B A B B C 优选方案 A1B1C1 SSJ0 238050 05445 0 01620 00405 0 05780 01620 02205 Q7 7816 总和 T 7 68 P T 2 n7 3728 SST0 4088 差异源 SSdfMSF 显著性 A0 2380510 23805 19 5925 9259 B0 0544510 05445 4 48148 1481 A B0 016210 0162 1 33333 3333 C0 0040510 00405 0 33333 3333 A C0 057810 05784 75720 1646 B C0 016210 0162 1 33333 3333 误差 e 0 0220510 02205 1 81481 4815 误差 e2 0 0364530 01215 F0 05 1 3 10 12796 449 F0 01 1 3 34 11622 156 可见 A 因素对实验有显著性影响 优方案的确立 由上述分析可知 由于提取率越高越好 且交互作用影响不显著 所以优 方案为 A1B1C1 即酸用量 25ml 水用量 20ml 反应时间为 1 小时 2 为了提高陶粒混凝土的抗压强度 考察了 A B C D E F 六因素 每个因素都有 3 个水平 因素水平表如下 水平 A 水泥 标号 B 水泥 用量 kg C 陶粒 用量 D 含砂 率 E 养护 方式 E 搅拌 时间 h 1 2 3 300 400 500 180 190 200 150 180 200 38 40 42 空气 水 蒸汽 1 1 5 2 根据经验还要考察交互作用 A B A C B C 如果将 A B C D E F 依次安排 在正交表 L27 331 的 1 2 5 9 12 13 列上 试验结果 抗压强度 kg 依次为 100 98 97 95 96 99 94 99 101 85 82 98 85 90 85 91 89 80 73 90 77 84 80 76 89 78 8 5 试用方差分析 0 05 试验结果 确定较优水平组合 解 列出表 进行方差分析 试验号1 2345678910111213 ABA B 空列C A C 空列B C D空列 空列E F 抗压强度 KG cm 11111111111111100 2111122222222298 3111133333333397 4122211122233395 5122222233311196 6122233311122299 7133311133322294 8133322211133399 91333333222111101 10212312312312385 11212323123123182 12212331231231298 13223112323131285 14223123131212390 15223131212323185 16231212331223191 17231223112331289 18231231223112380 19313213213213273 20313221321321390 21313232132132177 22321313221332184 23321321332113280 24321332113221376 25332113232121389 26332121313232178 27332132121313285 K1879 800 795 807 796 800 788 784 836 791 790 824 794 K2785 790 807 790 802 792 802 800 799 800 804 785 801 K3732 806 794 799 798 804 806 812 761 805 802 787 801 k1293 267 265 269 265 267 263 261 279 264 263 275 265 k2262 263 269 263 267 264 267 267 266 267 268 262 267 k3244 269 265 266 266 268 269 271 254 268 267 262 267 极差 147 16 13 17 6 12 18 28 75 14 14 39 7 因素主 次 A1 B3 A B2 C2 A C 3 B C 3 D1 E1 F23 总和 T 2396 00 Q 214418 00 P T 2 n 212622 81 SSj1231 63 14 52 11 63 16 0 7 2 07 8 30 19 8 5 43 8 5 312 52 11 1 9 12 7 4 107 19 3 63 方差分 析表 差异源SS dfMSF 显著性 A1231 63 2 00 615 81 214 74 B14 52 2 00 7 26 2 53 A B11 63 4 00 2 91 1 01 C2 07 2 00 1 04 0 36 A C8 30 4 00 2 07 0 72 B C43 85 4 00 10 96 3 82 D312 52 2 00 156 26 54 4 9 E107 19 2 00 53 59 18 6 9 F3 63 2 00 1 81 0 63 误差 e 59 85 8 00 7 48 2 61 误差 e2 40 15 14 00 2 87 F0 05 2 14 3 74 F0 05 4 14 3 11 F0 01 2 14 6 51 F0 01 4 14 5 04 优方案的确立 由图可知 抗压强度是越大越好 在不考虑交互作用下 优方案选取 k 最大水平 即 A1B3C2D1E1F 从方差分析结果看 交互作用对实验结果影响不大 所以不考虑交互作用 优方案为 A1B3C2D1E1F 3 用某种菌生产酯类风味物质 为了寻找最优发酵工艺条件 重点考察了葡萄糖用量 x1 50 150g L 和蛋白胨用量 x2 2 10g L 的影响 实验指标为菌体生长量 y g L 其他发酵条件不变 实验方案和结果如下 试验号 z1z2z1z2y 11119 61 21 1 19 13 3 11 19 37 4 1 118 57 51 078009 34 6 1 078008 97 701 078010 21 80 1 07809 48 900010 24 1000010 33 1 试用二次回归正交设计在试验范围内建立二次回归方程 2 对回归方程和回归系数进行显著性检验 3 失拟性检验 4 试验范围内最优试验方案的确定 解 试验号 z1z2z1 z2z1 z2 yy 2z1 2z2 2 1 00 1 00 1 00 1 00 0 37 0 37 9 61 92 35 1 00 1 00 2 00 1 00 1 00 1 00 0 37 0 37 9 13 83 36 1 00 1 00 3 00 1 00 1 00 1 00 0 37 0 37 9 37 87 80 1 00 1 00 4 00 1 00 1 00 1 00 0 37 0 37 8 57 73 44 1 00 1 00 5 00 1 08 0 00 0 00 0 53 0 63 9 34 87 24 1 16 0 00 6 00 1 08 0 00 0 00 0 53 0 63 8 97 80 46 1 16 0 00 7 00 0 00 1 08 0 00 0 63 0 53 10 21 104 24 0 00 1 16 8 00 0 00 1 08 0 00 0 63 0 53 9 48 89 87 0 00 1 16 9 00 0 00 0 00 0 00 0 63 0 63 10 24 104 86 0 00 0 00 10 00 0 00 0 00 0 00 0 63 0 63 10 33 106 71 0 00 0 00 SUMMARY OUTPUT 回归统计 Multiple R 0 99 R Square 0 98 Adjusted R Square 0 96 标准误差0 11 观测值 10 00 方差分析 dfSSMSF Significanc e F 回归分析5 00 3 02 0 60 48 07 0 00 残差 4 00 0 05 0 01 总计 9 00 3 07 Coefficients 标准误差 t StatP valueLower 95 Upper 95 下限 95 0 上限 95 0 Intercept9 53 0 04 268 63 0 00 9 43 9 62 9 43 9 62 z10 19 0 04 4 25 0 01 0 07 0 31 0 07 0 31 z20 33 0 04 7 33 0 00 0 20 0 45 0 20 0 45 z1 z20 00 0 06 0 00 1 00 0 16 0 16 0 16 0 16 z1 0 00 0 07 0 00 1 00 0 19 0 19 0 19 0 19 z2 0 25 0 07 3 67 0 02 0 44 0 06 0 44 0 06 y 9 53 0 19z1 0 33z2 0 25z2 失拟性检 验 差异源 SSdfMSFF0 1 失拟 lf 0 05 3 00 0 02 3 81 53 59 因为 f f0 1 所以失拟 不显著 重复试验 ef 0 00 1 00 0 00 1 回归方程的表达式为 y 9 53 0 19z1 0 33z2 0 25z2 z1 x1 100 50 z2 z2 6 4 z2 z2 z2 0 63 代入上式中可知 Y 9 53 0 19 x1 100 50 0 33 x2 6 4 0 25 x2 6 2 16 0 25 0 63 整理可知 y 8 07 0 038x1 0 275x2 0 016x2 2 2 偏回归系数显著性检验 由上表 t Stat