Обработка экспериментальных данных и построение эмпирических формул. Курс лекций. Шашков В.Б. - 4 стр.

    1 Лекция 1. Эксперимент и обработка экспериментальных
данных на примере конкретного объекта исследования

     1.1 Объект исследования – тепловой котел. Создание логической
модели объекта. Планирование эксперимента на основе этой модели.

      Чтобы сразу пояснить сущность предмета настоящей учебной дисцип-
лины, рассмотрим конкретный пример постановки и решения исследователь-
ской задачи, не претендуя на объективную строгость ее изложения.
      Примем за объект исследования тепловой котел как наглядный пример
условий и цели эксперимента.
      Котел производит тепло – например, Q ккал/ч, затрачивая топливо, на-
пример, V м3/ч – если топливо газ, или М тн/ч, если топливо мазут. Очевидна
                                                                     Q          Q
и наглядна задача оптимизации работы котла – отношение q =              или q =
                                                                     V          М
должно быть максимальным, насколько это возможно. Но чтобы этого дос-
тичь, нужно иметь математическую модель котла, некую функцию типа
q = f ( X 1, X 2, X 3, X 4,......) , где аргументы – это какие-то факторы, опреде-
ляющие работу котла и выход тепла за какой-то период времени. Имея такое
уравнение, величину q можно максимизировать обычными методами мате-
матического анализа, а также прогнозировать поведение объекта с изменени-
ем условий работы, т.е. с изменением факторов X 1, X 2, X 3, X 4 и т.д.
      С учетом этих положений начинаем построение и планирование экспе-
римента.
      Прежде всего так или иначе определяется круг факторов X 1, X 2, X 3, X 4
и других (например, на заседании совета технических экспертов - профес-
сионалов). Ограничимся для нашего примера всего четырьмя факторами X .
      Очевидно, что на теплоотдачу котла в первую очередь будут влиять
параметры физического состояния теплоносителя – пара. Пусть первым фак-
тором X 1 будет давление пара, а вторым - X 2 - его температура. Третьим
фактором эксперты назначим площадь теплообмена между продуктами сго-
рания топлива и паром, четвертым – вид топлива и т.д. и т.п.
      Каждый фактор имеет практически допустимый диапазон значений, из
которого выходить недопустимо. Эксперимент и будет заключаться в том,
что численные значения факторов X 1, X 2, X 3, X 4 будут меняться, а вызванное
этим изменение теплоотдачи котла будет фиксироваться. Существует строго
научная теория планирования экспериментов, направленная на получение
максимальной информации при минимальных затратах средств и времени.
Изложение ее является предметом специальных учебных курсов. Пример та-
кого планирования будет приведен в лекции 14. Не касаясь здесь существа
этого специального предмета, ограничимся здесь нестрогим примером, чтобы
проиллюстрировать существо вопроса.


4