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/h122520204012需要考虑交互作用有AB，AC，BC，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ABABCACBC空号提取量（ml）111111111.01211122221.3331221122106521212121.03621221210.8722112210.76822121120.56K14.534.173.663.933.53.663.63K23.153.514.023.754.184.024.05k12.2652.0851.831.9651.751.831.815k21.5751.7552.011.8752.092.012.025极差R1.380.660.360.180.680.360.42因素主次 A AC B AB BC优选方案 A1B1C1SSJ0.238050.054450.01620.004050.05780.01620.02205Q7.7816总和T7.68P=T2/n7.3728SST0.4088差异源SSdfMSF显著性A0.2380510.2380519.59259259*B0.0544510.054454.481481481A*B0.016210.01621.333333333C0.0040510.004050.333333333A*C0.057810.05784.757201646B*C0.016210.01621.333333333误差e0.0220510.022051.814814815误差e20.0364530.01215F0.05(1，3)10.12796449F0.01(1，3)34.11622156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/h123300400500180190200150180200384042空气水蒸汽11.52根据经验还要考察交互作用AB，AC，BC。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,，94，99,101,85,82,98,85,90,85,91,89,80,73,90,77,84,80,76,89,78,85，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12345678910111213ABAB空列CAC空列BCD空列空列EF抗压强度/KG.cm11111111111111100211112222222229831111333333333974122211122233395512222223331119661222333111222997133311133322294813332221113339991333333222111101102123123123123851121232312312318212212331231231298132231123231312851422312313121239015223131212323185162312123312231911723122311233128918231231223112380193132132132132732031322132132139021313232132132177223213132213321842332132133211328024321332113221376253321132321213892633212131323217827332132121313285K1879 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*C3，B*C3，D1，E1，F23总和T2396.00 Q214418.00 P=T2/n212622.81 SSj1231.63 14.52 11.63 16.07 2.07 8.30 19.85 43.85 312.52 11.19 12.74 107.19 3.63 方差分析表差异源SSdfMSF显著性A1231.63 2.00 615.81 214.74 *B14.52 2.00 7.26 2.53 AB11.63 4.00 2.91 1.01 C2.07 2.00 1.04 0.36 AC8.30 4.00 2.07 0.72 BC43.85 4.00 10.96 3.82 *D312.52 2.00 156.26 54.49 *E107.19 2.00 53.59 18.69 *F3.63 2.00 1.81 0.63 误差e59.85 8.00 7.48 2.61 误差e240.15 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（50150g/L）和蛋白胨用量x2（210g/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z1z2z1z2y11119.6121-1-19.133-11-19.374-1-118.5751.078009.346-1.078008.97701.078010.2180-1.07809.48900010.241000010.33（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*z2z1z2yy2z12z221.00 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 R0.99 R Square0.98 Adjusted R Square0.96 标准误差0.11 观测值10.00 方差分析dfSSMSFSignificance 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 z10.00 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ff0.1，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+0.33z2-0.25z2z1=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+0.275x2-0.016x22(2) 偏回归系数显著性检验：由上表“t-