常用三水平三因素正交试验设计.

1、正交试验设计 Orthogonal experimental design例如作一个三因素三水平的实验，按全而实验耍求，须 进行3 x 3 = 27种组合的实验，且尚未考虑每一组合的重 复数。若按1_9（34）正交表安排实验，只需作9次，按L6（45） 正交表进行16次实验，显然大大减少了工作量。常川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。正交表是一整套规则的设计表格，-(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LJ34),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

2、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(4X24),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 在兰水平正交表中，任何一列都有“1”、“2”、 “ 3 ”、且在任一列的出现次数均相等。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關ABC詁桶做代）蹴黜删峨制1 WI22 SO283 90340L9（34）正交试验'、因 51冥验4、號A, 水浴潞度弋）B刚酸银疳液的浓«T（ot ）C乙醉的浓

3、度（筑）综合 评分1601250260286036034085480139058024095680326079014085890228099038080K1,K2,K3为其平均值，R为极差'、 素 计算值、A 水浴温度B硝酸银溶裁的浓度C乙薛的浓度K.195225190K,245235230K,245225265657563.3*281.77& 376.7h81.7758& 3n3325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

4、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岀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80C , 2%的硝酸银溶液，使用厶0%的乙醛溶液。例2正交试验设计优化碱性钙基膨润土的改性条件因素ABC水平水土比( ml-g-1)反应时 间(h)CaO/活性白土质量比 (g-g-1)1.5:1100.3:12:112 ,0.4

5、:13、5:1.140. 5:1设置三水平三因素正交试验L9(34)正交试验试验号因素(6(TC)B ent-Ca- OH恒重 质虽(g)(200 *C )Bent- Ca-OH恒 重质量(g)Bent-Ca-OH 脱水率X (%)1A 蒸馅水 用量 (ml)B反应时 间(h)CCaO用量 (g)111 (10. 5)1(10)1(1.5)5.8725. 23210. 90212(14)2(12)2(2. 0)7. 7476.83411.79313(17. 5)3(14)3(2. 5)7.8617. 02210. 67421 (10. 5)2(12)3 (2. 5)7.270& 456

6、11.20522(14)3(14)1(1.5)7.8807. 01111.03623(17. 5)1(10)2(2. 0)& 6625. 89611.50731 (10. 5)3(14)2(2. 0)8.0537.13411.41832(14)1(10)3 (2. 5)6.4055. 72510. 62933(17. 5)2(12)1(1.5)6. 6685. 90911.3812.121Q5§ x*N、2ffas10 111111111L5 22533.5415L5L6L7L81.922.1122324CaoRIKg正交表数据分析K11L 1711.0111. 10K211.1511.4611.57K311.8311.0410.83R0.680. 450. 74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C2O用最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