4.1.10正交试验法在化工基础实验中的应用举例.doc

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）。 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（30~50）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?013.1227.4243.5062.4185.39110.68138.364?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），m2 θ——过滤时间，s K——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/kj3.49×10-44.78×10-47.59×10-46.34×10-46.21×10-4ΣK10Ⅱj/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/