4.1.10 正交试验法在化工基础实验中的应用举例

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1、4.1.10正交试验法在化工基础实验中的应用举例为了让学生掌握正交试验法的特点和应用方法。在原来真空吸滤恒压过滤实验的基础上，开出了“正交试验法在过滤研究实验中的应用”实验。试验指标：恒压过滤常数K（m2/s)1．影响指标的因素和水平：见表4-21（a）。表中ΔP为过滤压强差；T为浆液温度；C为浆液浓度；M为过滤介质。它是作吸收器用的一种玻璃漏斗中截拦固体微粒的多孔陶瓷。表中φ为孔径代号。2．选正交表：由选定的因素和水平，以及让学生能在实验课时间内完成这个实验，宜选用L8（4×24）表（见附录9）。

2、3．实验进行方法：按选定的正交表，应完成8次过滤实验。采用四套实验装置，两套装置合用一个料浆槽（槽为椭圆形），一个槽为稀液，另一个为浓液。做实验时，每一个槽内放两个吸滤器，即四个实验组每组完成正交表上两个试验号。实验进行的次序不是完全按照正交表上试验号的顺序，如表4-21（c）所示，例如①号装置完成正交表上1和8的试验号。每次过滤实验测得的原始数据列于表4-21（b）。表4-21（a）因素和水平因素ΔP/mmHgT/℃C/%φ/μm符号ABCM水平    1300（室温）18稀（约5）G2（30~5

3、0）2400（室温+15）33浓（约10）G3（16~30）3500   4600   表4-21（b）过滤操作的原始数据表刻度/ml100200300400500600700800滤液量/ml0100200300400500600700 试验号累计时间/s        1 014.1031.7553.7076.85106.60138.77172.002 024.3353.7986.53126.05169.31215.67267.363 013.1227.4243.5062.4185.39110.

4、68138.364 011.7825.5042.1860.7082.71106.43132.475 011.8126.9943.7364.4587.60113.52142.086 07.3515.6325.2935.8148.8963.0077.707 015.4135.2557.1281.71110.00139.51171.008 04.7510.5817.1825.1434.5445.4457.344．正交试验的试验方案和实验结果：见表4-21（c）。表中第6列K（m2/s）为试验指标。K值按常

5、见的恒压过滤方程式（4-15），经计算和图解或按计算机程序计算得到。（4-15）式中：（单位面积上通过的滤液量），A=0.00385（吸滤器的过滤面积），m2θ——过滤时间，sK——恒压过滤常数，qe——单位过滤面积上的当量滤液体积，恒压过滤常数之一，q’——过滤开始计时前，单位面积通过的滤液量，若用图解法求K，一般将微分之比近似计为增量之比，即。根据表[4-21（b）]原始数据，求得若干组值及与它对应的q值之后，以为纵轴，以q为横轴，在普通直角坐标纸上画出与式（4-15）对应的直线。由所得直线的斜

6、率便可算出K值。表4-21（c）正交试验的试验方案和实验结果表列号（j）j=123456因素ΔPTCMeK/（m2/s）装置号试验号水平      ①1 111114.01×10-4②2 122222.93×10-4③3 211225.21×10-4④4 222115.55×10-4④5 312124.83×10-4③6 321211.02×10-3②7 412215.11×10-4①8 421121.10×10-3表4-21（d）K的极差分析和方差分析表▲ j=123456i=9Ⅰj/kj3.49

7、×10-44.78×10-47.59×10-46.34×10-46.21×10-4ΣK10Ⅱj/kj5.37×10-47.42×10-44.61×10-45.86×10-46.00×10-411Ⅲj/kj7.50×10-4    ΣK=4.88×10-3（m2/s）12Ⅳj/kj8.04×10-4    13Dj4.55×10-42.63×10-42.97×10-44.76×10-52.08×10-514Sj2.61×10-71.38×10-71.77×10-74.53×10-98.72×10-10

8、15fj31111=6.10×10-4（m2/s）16Vj8.71×10-81.38×10-71.77×10-74.53×10-98.72×10-1017Fj99.91592035.191.0018显著性2*(.10)2*(.10)3*(.05)0(.25) ▲表中符号含义见表4-13和表4-19（b）5．指标K的极差分析和方差分析结果：见表4-21（d）6．由方差分析结果引出的结论①第3列上的因素C在α=0.05水平上显著；第1、2列上的因素ΔP、T在α=0.10水