Основы научных исследований. Кокшарова Т.Е. - 26 стр.

UptoLike

Составители: 

51
Х
1
- кислотность молока 18-26
0
Т, Х
2
.- доза СаСL
2
10-30 г/100 кг.
Исследуемый процесс оценивали по времени сквашивания (выходной па-
раметр -У). Все опыты проведены в двух повторностях (m). Результаты опытов
имели следующие значения:
1. Y
1
= 8,2ч; 7,8ч.; 2. Y
2
= 7.4ч; 7,6ч.; 3. Y
3
= 6,5ч; 6,7ч.; 4. Y
4
= 5,4ч; 5,6ч.
Выполнение
1. Строится план эксперимента в натуральных и кодированных значе-
ниях факторов (таблица 7).
По теории плана ПФЭ2
2
исследуемые факторы изменяются лишь на
двух уровнях: верхнем
С
i
+
и нижнем C
i
-
.
План эксперимента строится и проводится по правилу (таблица 7):
1 опыт - нижнее значение по 1-му фактору и нижнее значение по 2-му фактору.
2 опыт - нижнее значение по 1-му фактору и верхнее значение по 2-му фактору.
3 опыт - верхнее значение по 1-му фактору и нижнее значение по 2-му фактору.
4 опыт - верхнее значение по 1-му фактору и верхнее значение по 2-му фактору.
Среднее значение параметра (У) вычисляется как среднее значение ве-
личины времени сквашивания в каждом опыте. Так, для 1-го опыта ( Y
1
)
равно ( 8,2 + 7,8) / 2=8,0 (час).
Таблица 7. План постановки и результаты эксперимента
Значения факторов
в натуральных
величинах
Значения факто-
ров в кодирован-
ных величинах
опыта
(u
i
)
кислот-
ность,
0
Т ( С
1
)
доза СаСl
2,
г/100кг
(С
2
)
Среднее
значе-
ние
пара-
метра
(У), ч
Х
1
Х
2
Х
1
Х
2
Среднее
значе-
ние
пара-
метра
(У), ч
1
18 10 8 -1
- 1 + 1 8
2
18 30 7,5 -1
+ 1 - 1 7,5
3
26 10 6,6 +1
- 1 - 1 6,6
4
26 30 5,5 +1
+ 1 + 1 5,5
С
i 0
L
I 0
22
0
Т
4
0
Т
20 г/100кг
10 г/100 кг
52
2. Для каждого фактора определяется центр эксперимента (С
i 0
) по фор-
муле:
С
i 0
= ( С
+
+ С
-
) / 2 (23)
Для 1-го фактора - кислотность С
1 0
= (18 + 26) / 2 = 22
0
Т.
Для 2 -го фактора - доза СаСl
2
С
2 0
= (10 + 30) /2 = 20,0 г/100кг.
3. Для каждого фактора определяется интервал варьирования (L
i
) по
формуле :
L
i
= ( C
i
+
- C
--
i
)
/ 2= C
i
+
- C
i 0
= C
i 0
- C i
( 24 )
Для 1-го фактора (кислотность) - L
1
= (26 – 18)/2= 4
0
Т или L
1
= 22 - 18 = 4
0
Т.
Для 2-го фактора (доза СaСl
2
)-L
2
=(30-10)/2=10г/100кг или 20–10=10 г/100кг.
4.Значения факторов в натуральных величинах выразить в их
кодированные (безразмерные) величины по формуле (25).
Верхний уровень фактора обозначается -
Х
I
+
.
Нижний уровень фактора обозначается -
X
I
.
C
i
+
- C
i 0
C
i
-
- C
i0
Х
I
+
= --------------- ; Х
i
-
= --------------- . (25)
L
i
L
i
26 - 22 18 - 22
Для 1-го фактора - кислотность Х
1
+
= ---------- = + 1 X
1
-
= ---------- = - 1
4 4
30 - 20 10 - 20
Для 2-го фактора - доза СаCl
2
Х
2
+
= ----------- = +1 Х
2
-
= --------- = -1
10 10
Результаты расчета центра эксперимента и интервала варьирования по
каждому фактору заносятся в таблицу 7.
Область исследования факторов (рис.9 ) графически представляется в ви-
де прямоугольника в системе С
1
ОС
2
(натуральная размерность) и в виде квад-
рата в системе Х
1
ОХ
2
(кодированное, безразмерное выражение величин факто-
ров).
       Х1 - кислотность молока 18-26 0Т,              Х2.- доза СаСL2 10-30 г/100 кг.                   2. Для каждого фактора определяется центр эксперимента (С                       i0    ) по фор-
       Исследуемый процесс оценивали по времени сквашивания (выходной па-                       муле:
раметр -У). Все опыты проведены в двух повторностях (m). Результаты опытов                                                    С i 0 = ( С + + С- ) / 2                                 (23)
                                                                                                                                                                                 0
имели следующие значения:                                                                               Для 1-го фактора - кислотность С1 0 = (18 + 26) / 2 = 22 Т.
1. Y1= 8,2ч; 7,8ч.;     2. Y2 = 7.4ч; 7,6ч.;        3. Y3 = 6,5ч; 6,7ч.;   4. Y4= 5,4ч; 5,6ч.           Для 2 -го фактора - доза СаСl2 С2 0 = (10 + 30) /2 = 20,0 г/100кг.
       Выполнение                                                                                       3. Для каждого фактора определяется интервал варьирования (Li ) по
       1. Строится план эксперимента в натуральных и кодированных значе-                        формуле :
ниях факторов (таблица 7).                                                                                        Li = ( C i + - C--i )/ 2= C i      +
                                                                                                                                                         - C i0 = C i0 - C i –       ( 24 )
                                    2
       По теории плана ПФЭ2 исследуемые факторы изменяются лишь на                              Для 1-го фактора (кислотность) - L1= (26 – 18)/2= 4 Т или L1= 22 - 18 = 40 Т.
                                                                                                                                                                    0


двух уровнях: верхнем Сi + и нижнем Ci - .                                                      Для 2-го фактора (доза СaСl2)-L2=(30-10)/2=10г/100кг или 20–10=10 г/100кг.
       План эксперимента строится и проводится по правилу (таблица 7):                                  4.Значения факторов в натуральных величинах выразить в их
1 опыт - нижнее значение по 1-му фактору и нижнее значение по 2-му фактору.                     кодированные (безразмерные) величины по формуле (25).
2 опыт - нижнее значение по 1-му фактору и верхнее значение по 2-му фактору.                       Верхний уровень фактора обозначается - Х I + .
3 опыт - верхнее значение по 1-му фактору и нижнее значение по 2-му фактору.                       Нижний уровень фактора обозначается - X I – .
4 опыт - верхнее значение по 1-му фактору и верхнее значение по 2-му фактору.                                                     C i+- C i0                      C i - - C i0
                                                                                                                      +                                         -
       Среднее значение параметра (У) вычисляется как среднее значение ве-                                       ХI       =     --------------- ;            Хi = --------------- .       (25)
                                                                                                                                       Li                               Li
личины времени сквашивания в каждом опыте. Так, для 1-го опыта ( Y1 )
равно ( 8,2 + 7,8) / 2=8,0 (час).                                                                                                     26 - 22                   18 - 22
       Таблица 7.     План постановки и результаты эксперимента                                 Для 1-го фактора - кислотность Х1 + = ---------- = + 1 X 1 - = ---------- = - 1
                                                                                                                                          4                        4
№          Значения факторов Среднее                 Значения факто-           Среднее                                                30 - 20                   10 - 20
опыта         в натуральных    значе-                ров в кодирован-          значе-
                                                                                                Для 2-го фактора - доза СаCl2 Х 2 + = ----------- = +1   Х2 - = --------- = -1
 (ui )          величинах       ние                   ных величинах              ние
                                                                                                                                         10                        10
         кислот- доза СаСl2, пара-                                               пара-
          ность,       г/100кг метра                  Х1     Х2       Х1 Х2     метра                   Результаты расчета центра эксперимента и интервала варьирования по
         0
           Т ( С 1)      (С2)  (У), ч                                           (У), ч
                                                                                                каждому фактору заносятся в таблицу 7.
1        18           10                8             -1    -1       +1          8                      Область исследования факторов (рис.9 ) графически представляется в ви-
2        18           30                7,5           -1    +1        -1        7,5             де прямоугольника в системе С1ОС2 (натуральная размерность) и в виде квад-
3        26           10                6,6           +1    -1        -1        6,6             рата в системе Х1ОХ2 (кодированное, безразмерное выражение величин факто-
4        26           30                5,5           +1    +1       +1         5,5             ров).
Сi 0     220Т         20 г/100кг
LI 0     40Т          10 г/100 кг


                                               51                                                                                                   52