Организация эксперимента в химической промышленности

Контрольная работа - Разное

Другие контрольные работы по предмету Разное

значимости;

 

Главный вывод: так как , то фактор существенно влияет на систему.

 

1.3Аппроксимация результатов эксперимента

 

Таблица 3 - Исходные данные для аппроксимации результатов эксперимента

0,511,522,53502515842

Результаты эксперимента описываются уравнением

 

.

 

Построим график по опытным данным (Рисунок 1):

 

Рисунок 1 - Зависимость

Уравнение связи имеет вид (по условию задачи).

Определим коэффициенты данного уравнения. Так как уравнение нелинейное, проведем его линеаризацию путем нахождения обратной дроби:

 

 

В результате получаем данные для определения коэффициентов уравнения:

 

Таблица 4 - Данные для аппроксимации после линеаризации уравнения

0,511,522,530,020,040,070,130,250,50

.Метод средних

Используем все пары значений и , составляем систему уравнений:

 

 

Полученную систему уравнений делим на две части (с первого по третье и с четвертого по шестое уравнения, соответственно), в каждой уравнения почленно складываем:

 

Получим уравнение

 

 

2.Графический метод

Строим график зависимости (Рисунок 2).

 

Рисунок 2 - Зависимость

 

По графику определяем:

(отрезок, отсекаемый прямой по оси ординат);

.

 

Получаем уравнение

 

.

 

3.Метод избранных точек

Выберем вторую и пятую опытные точки, соответствующие им пары значений и подставим в уравнение :

 

 

Получаем уравнение

 

.

 

4.Метод наименьших квадратов

Расчетная система уравнений в данном случае имеет вид:

 

Или

 

 

Найдем каждую сумму:

 

 

Полученные значения подставляем в исходную систему и решаем ее:

 

 

Получаем уравнение

 

.

Оценим надежность уравнения, полученного методом наименьших квадратов (самое точное уравнение).

1.Способ 1 не используем, так как в опытах параллельные определения не проводились.

.Способ 2.

Определим среднее значение параметра в эксперименте:

 

 

Определим дисперсию относительного среднего:

 

 

Число степеней свободы .

Определим расчетное значение параметра :

 

Определим остаточную дисперсию:

 

 

Число степеней свободы .

Определим значение критерия Фишера:

 

 

Так как , то уравнение статистически не значимо и не имеет смысла по сравнению со средней величиной выходного параметра.

3.Способ 3.

Определим среднее значение параметра в эксперименте:

 

 

Определим (числитель дисперсии относительного среднего):

 

Определим расчетные значения параметра :

 

 

Определим (числитель остаточной дисперсии):

 

Определим :

 

 

Определим значение критерия Фишера:

 

Так как , то уравнение статистически не значимо.

4.Способ 4.

Определим средние значения параметров (с учетом замены переменной ):

 

 

Определим средние квадратические отклонения параметров:

 

 

Определим выборочный коэффициент корреляции:

 

Так как , необходимо оценить значимость коэффициента корреляции по критерию Стьюдента:

 

 

Так как , то коэффициент корреляции значим, следовательно, предполагаемая зависимость, описываемая уравнением , между переменными существует, причем при увеличении одного параметра второй уменьшается и наоборот.

2.ОПИСАНИЕ МНОГОФАКТОРНОЙ СИСТЕМЫ

 

2.1Расчет линейного уравнения связи

 

Таблица 5 - Исходные данные для расчета линейного уравнения связи

82,551241115820

Подставляя данные в уравнение , получим следующую систему:

 

 

Решаем систему линейных уравнений методом Крамера. Вычислим определитель матрицы системы:

 

 

Вычисляем побочные определители:

 

Определяем значения коэффициентов:

 

 

Линейное уравнение связи имеет вид

 

.

 

Данное уравнение справедливо для области исследования факторов:

 

, .

Построим линии равного отклика и (Рисунок 3).

Расчет линий равного отклика:

ЛинияПервая точкаВторая точка

Рисунок 3 - Линии равного отклика

 

.2 Расчет полного квадратного уравнения

 

Таблица 6 - Исходные данные для расчета полного квадратного уравнения

4,061,25,683,48,255,49,448,610,2212,212,0115,0

Подставляем исходные данные в полином второй степени и получаем следующую систему:

 

 

Решаем данную систему методом Гаусса:

 

 

Таким образом, полное квадратное уравнение (полином II степени) имеет вид:

 

 

3.РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО АППАРАТА

 

3.1 Определение типа химического реактора

 

Таблица 7 - Исходные данные для определения типа химического реактора

, мин0123456, г/л00,21,831,80,20

Среднее время пребывания индикатора в системе:

 

(мин).

 

Уравнение для расчета безразмерного времени:

 

.

 

Условная концентрация индикатора на входе:

 

,

 

где - интервал отбора проб.

Так как по условию задачи , то

 

Уравнение для расчета безразмерной концент