Оценка влияния двух реагентов на предельное напряжение сдвига бурового раствора.
Составляется таблица №4 с исходными данными.
Далее производится оценка влияния концентраций двух химических реагентов CaCl2 и КССБ (концентрированная сульфитспиртовая барда) на величину предельного напряжения сдвига бурового раствора.
Диапазоны изменения концентраций:
1. Реагент CaCl2 0 – 2 %;
2. Реагент КССБ 1 – 3 %.
Проводится четыре эксперимента (N=4) по три параллельных опыта в каждом (n=3).
Матрица планирования в общем виде представлена в таблице №5:
Таблица №5
Y1 | Y2 | Y3 | |
1 | Y11 | Y12 | Y13 |
2 | Y21 | Y22 | Y23 |
3 | Y31 | Y32 | Y33 |
4 | Y41 | Y42 | Y43 |
где - конкретное значение τ0.
|
; (36)
;
; (37)
.
Интервал варьирования факторов:
; (38)
; (39)
|
|
В планировании эксперимента используется метод кодирования. Каждый фактор имеет одно из двух значений: «+1» - наибольшее значение уровня варьирования фактора; «-1» - наименьшее значение уровня варьирования фактора;
Стандартная матрица планирования с учетом взаимодействия факторов будет выглядеть, как пример, следующим образом (таблица №6):
Таблица №6
N | Y1 | Y2 | Y3 | |||||
1 | -1 | -1 | +1 | y11 | y12 | y13 | ||
2 | -1 | +1 | -1 | y21 | y22 | y23 | ||
3 | +1 | -1 | -1 | y31 | y32 | y33 | ||
4 | +1 | +1 | +1 | y41 | y42 | y43 |
Допустим, что под воздействием изменения концентраций предельное напряжение сдвига бурового раствора изменяется прямо пропорционально (линейная модель), тогда общий вид регрессионной модели:
. (40)
где: - значение функции отклика;
- величина предельного напряжения сдвига;
bi – коэффициенты уравнения регрессии;
Средние значения функции отклика по каждому из четырех экспериментов:
; (41)
Коэффициенты уравнения регрессии:
|
|
. (42)
где: b0 – свободный член уравнения; N –количество экспериментов (N = 4);
; (43)
- окончательный вид регрессионной модели.
Оценка качества эксперимента и уравнения регрессии
Дисперсия экспериментов:
; (44)
Оценка однородности дисперсии по критерию Кохрена показывает, что на функцию отклика оказывают влияние только реагенты.
(45)
Расчетное значение критерия Кохрена G сравнивается с табличным , которое зависит от a=0,05 и двух степеней свободы: .
Если условие выполняется, т.е. табличное значение критерия Кохрена больше расчетного, дисперсии однородные, следовательно, на результаты экспериментов влияние оказывали только химические реагенты (CaCl2 и КССБ).
Дисперсия воспроизводимости (средняя дисперсия) :
; (46)
Дисперсия коэффициентов уравнения регрессии:
|
|
(47)
Значимость коэффициентов оценивается по критерию Стьюдента. Он рассчитывается для каждого коэффициента уравнения регрессии, и сравнивается с табличным .
; (48)
Значение критерия Стьюдента определяется при a=0,05 и количестве степеней свободы .
Если расчетные значения критерия Стьюдента больше табличного, то соответствующие коэффициенты уравнения регрессии статистически значимы и их следует оставить в уравнении.
Адекватность уравнения регрессии (по критерию Фишера):
. (49)
где - остаточная дисперсия, оценивающая разброс расчетных и опытных данных, находится по формуле:
. (50)
где: Ypi – рассчитанное по уравнению регрессии ожидаемое значение функции отклика; k – количество факторов (k = 2).
Для расчета Ypi необходимо раскодировать , т.е. перейти к натуральным единицам измерения – к процентам:
; (51)
;
;
|
|
где и - концентрации (в процентах);
;
Рассчитывается значение критерия Фишера, котороесравнивается с табличным. Табличное значение критерия Фишера находится при двух степенях свободы:
, .
Если расчетное значение критерия Фишера меньше табличного, то уравнение регрессии адекватно.
Приложение 1
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 367; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!