实验数据与处理大作业题目及答案.doc

1、 用Excel作出下表数据带数据点的折线散点图：（1）分别作出加药量和余浊、总氮T-N、总磷T-P、COD的变化关系图（共四张图，要求它们的格式大小一致，并以两张图并列的形式排版到Word中，注意调整图形的大小）；（2）在一张图中作出加药量和浊度去除率、总氮T-N去除率、总磷T-P去除率、COD去除率的变化关系折线散点图。加药量浊度总氮T-N(mg/L）余浊（NTU）去除率(%)T-N（mg/L)去除率(%)5011.980.1711.0152.05757.587.5114.0138.981006.888.6714.3837.371256.289.6713.0143.341505.690.6710.0856.11加药量总磷T-PCOD(mg/L）T-P（mg/L)去除率(%)COD（mg/L)去除率(%)501.0916.155373.09750.5756.155273.611000.2779.235174.111250.3275.385273.611500.4267.695671.572、对离心泵性能进行测试的实验中，得到流量Qv、压头H和效率的数据如表所示，绘制离心泵特性曲线。将扬程曲线和效率曲线均拟合成多项式。（要求作双Y轴图）流量Qv、压头H和效率的关系数据序号123456Qv(m3/h)H/m0.015.000.414.840.814.561.214.331.613.962.013.650.00.0850.1560.2240.2770.333序号789101112Qv(m3/h)H/m2.413.280.3852.812.810.4163.212.450.4463.611.980.4684.011.300.4694.410.530.4313、用荧光法测定阿司匹林中的水杨酸（SA），测得的工作曲线和样品溶液的数据如下表:C(SA)/g.mL-10.501.001.502.003.00样品1样品2F(荧光强度)10.922.333.143.565.438.239.2（1） 列出一元线性回归方程，求出相关系数，并给出回归方程的精度；（2） 求出未知液（样品）的水杨酸（SA）浓度。(1) C(SA)/g.mL-10.501.001.502.003.001.751.80F(荧光强度)10.922.333.143.565.438.239.2(2) 4、对某矿中的13个相邻矿点的某种伴生金属含量进行测定，得到如下一组数据：矿样点距离x含量c矿样点距离x矿样点12106.42811110.5923108.20914110.6034109.581015110.9045109.501116110.7657110.001218110.0068109.931319111.20710110.49试找出某伴生金属c与含量距离x之间的关系(要求有分析过程、计算表格以及回归图形)。提示：作实验点的散点图，分析cx之间可能的函数关系，如对数函数y=a+blgx、双曲函数(1/y)=a+(b/x)或幂函数y=dxb等；对各函数关系分别建立数学模型逐步讨论，即分别将非线性关系转化成线性模型进行回归分析，分析相关系数：如果R0.553，则建立的回归方程无意义，否则选取标准差SD最小（或R最大）的一种模型作为某伴生金属c与含量距离x之间经验公式。上表为各种函数的对比由表可以看出多项式函数的R值最大，所以选择多项式函数。5、 在玻璃防雾剂的配方研究中，考察了三种主要成分用量对玻璃防雾性能的影响，三个因素的水平取值如下：因素1234567PVA x1/g0.51.01.52.02.53.03.5ZC x2/g3.54.65.56.58.58.59.5LAS x3/g0.30.40.81.01.21.41.6试验结果y3.82.53.94.05.13.15.6已知试验指标y与x1 、x2 、x3间近似满足关系式：ya+b1x1+b3x3+b23 x2x3 。试求待定系数，并给出方程精度。项目B1B3B23R2标准误差a数值-6.01906.07020.78730.69780.83254.48226、 测定某铜合金中铜含量，五次平行测定的结果是：27.22%、27.20%、27.24%、27.25%、27.15%，计算：（1）平均值；平均偏差；相对平均偏差；标准偏差；相对标准偏差；（2）若已知铜的标准含量为27.20%，计算以上结果的绝对误差和相对误差。解：(1) 平均值：=27.21%平均偏差：= =0.03%相对平均 /=(0.03%/27.21%)*100%=0.11% 标准偏差：S= =0.04%相对标准偏差:Sr =S/=0.15%（2）绝对误差= =27.21%-27.20%=0.01%相对误差=（）/=0.04%7、 已知某合成试验的反应温度范围为340420，通过单因素优选法得到：温度为400时，产品的合成率最高，如果使用的是0.618法，问优选过程是如何进行的，共需作多少次实验。假设在实验范围内合成率是温度的上单峰函数。(要求详细列出计算过程) 解：由题知，所给范围合成率是温度的上单单峰函数 由0.618法 在区间(340,420)进行优选。X1=340+0.618(420-340)=389.44X2=340+0.382(420-340)=370.56比较389和371下的实验数据，得389的数据较好,所以去掉340370。再次优选 X3=370+0.618(420-370)=401 X4=370+0.382(420-370)=389由于389已在试验点，所以只需做三次不同温度的实验。实验范围内合成率是温度的上单峰函数所以选择在401数据较好。8、某农科站进行品种试验，共有4个因素：A（品种）、B（氮肥量/kg）、C（氮、磷、钾肥比例）、D（规格）。因素A有四个水平，另外三个因素都有两个水平，具体数值如下表所示。试验指标是产量，数值越大越好。试验结果（产量/kg）依次为：195、205、220、225、210、215、185、190。试找出最好的实验方案。水平ABCD1甲253：3：1662乙302：1：2773丙4丁实验设计如表下序号i=1234因素ABCD产量/kg1111119521222205321122204222122553121210632122157412218584211190K1i400810820820K2i445835825825K3i425K4i375ki2444K1i/ki200202.5205205K2i/ki222.5208.75206.25206.25K3i/ki212.5K4i/ki187.5极差356.251.251.25从上表可以看出，因素A的极差最大，因此A对实验的影响最大，因素B的极差仅次于A，对实验影响也仅次于A，因素C、D对实验影响较小，都以2水平较好。因此最优实验方案为A2B2C2D2。9、阅读下列材料：在高层建筑基础(如钻孔灌注桩和地下连续墙) 的施工过程中通常采用泥浆护壁技术,因此而产生大量的废弃泥浆,泥浆中含有大量的蒙脱石等粘土矿物和岩屑,稠度大,既不能直接排放,又难于自然沉降。 若不及时处理,不但影响施工,而且会造成环境污染或水质污染等二次公害。废泥浆处理已成为施工单位和环卫部门十分关注的问题。我们采用正交法安排试验,正交试验法是一种科学安排与分析多因素试验的方法。 通过正交试验法所特有的科学分析方法,用少数试验所获得试验数据,可推导出具有说服力的正确结论。 如:因素的主次关系、最优参数组合、指标与因素的关系等。 首先让泥浆固液分离,然后对固相进行强制脱水或化学固化。 本文着重讨论废泥浆固液分离的正交试验。固液分离中固相凝聚与絮凝的机理由于泥浆中的固相膨润土的吸水率强,颗粒表面积大,吸附阴离子而形成负溶胶。 向泥浆中投放混凝剂,通过物理的或化学的反应,使泥浆胶体脱稳而凝聚,从而达到泥水分离的目的。 混凝剂主要包括凝聚剂和絮凝剂。所谓凝聚剂就是在分散体系中加入无机电解质,通过电性中和、压缩双电层、降低Zeta 电位,减少微粒间的排斥能,从而达到聚凝的目的。 常用的无机凝聚剂有FeCl3Al2(SO4)3 、Ca(OH)2等。 所谓絮凝剂就是带有许多活性官能团的高分子线状化合物;通过架桥作用,高分子絮凝剂能将许多微粒聚集在一起,形成一些较大体积的松散絮团,从而达到絮凝的目的。 常见的高分子絮凝剂有聚丙烯酰胺、聚乙烯胺等。 凝聚剂与絮凝剂两者可分别单独使用,也可根据各自性质组合使用。泥浆配制用膨润土制备不同浓度的泥浆,并加入增粘剂(为水重的0。05%) 、分散剂(为水重的0。2%) ,配成性能稳定的泥浆(接近工程用浆) 。 本次试验配备了3 个浓度泥浆(膨润土的含量为5%、8%、10%) 。 混凝试验在玻璃量筒中进行。正交试验方案设计正交试验设计就是利用一种规格化的表格正交表来合理安排试验,其特点: 每个不同水平在试验中出现相同次数; 任何两个因素的任一水平搭配都出现一次,它具有因素搭配均衡的特点。 因此,正交试验法安排的试验是具有代表性的,能够较全面地反映各水平对指标影响。 本次试验选用正交表L27（313）安排试验,如表2 ,通过27次试验可代表81种情况。正交试验方案设计包括: 确定试验指标、因素和水平; 选定正交表; 设计表头; 列出试验方案。指标:表征试验研究对象的指标。 本试验选用固相沉降率(上层清液体积与原浆体积之比) 和固相沉降速度为指标,来评定混凝效果。因素:对试验指标可能会产生影响的要素,本试验中选用泥浆浓度、混凝剂种类、混凝剂的加量和搅拌时间为试验的“因素”。水平:因素在试验中所选取的具体状态称为“水平”,本试验中均取3 个水平见表1。试根据所给材料，对表2的试验结果进行分析：对表2的试验结果进行数据处理，单独列出固相沉降率的试验分析表；根据试验分析表的数据，讨论各因素对混凝效果（即试验指标）影响的主次顺序以及最佳处理组合；绘制水平影响趋势图，并进行简要分析。解：（1）t= 1min的分析表1如下 序号i=1234因素泥浆浓度A混凝剂种类B加量C时间DK1i25539180210K2i18743212218K3i175535225189ki9999K1i/ki2842023K2i/ki2152424K3i/ki19592521极差95553由表1可以看出在t=1min时最佳方案是A1B3C3D2t= 1h的分析表2如下序号i=1234因素泥浆浓度A混凝剂种类B加量C时间DK1i586428476515K2i509463536501K3i467671550546ki9999K1i/ki65485357K2i/ki57516056K3i/ki52756161极差132785由表2可以看出在t=1min时最佳方案是A1B3C3D2(2) 由（1）中表1和表2可以看出对于沉降率的影响由大到小依次是混凝剂种类、搅拌时间、加量、泥浆浓度，与沉降时间影响最小。由于考虑经济效益，优先考虑搅拌时间，最佳选择A1B3C3D2 即为最佳查理组合为泥浆浓度为5%，混凝剂种类(CO2CHCONH2)n，加量为20mL，搅拌时间为5分钟（3） 图1、2、3、4为t=1min的坐标图。图5、6、7、8为t=1h的坐标图。 10、结合自己的专业谈一谈学习本门课程的感受（收获与建议，不少于100字）。 通过为期将近2个月的学习，真的是收获了很多，才发现以前所掌握的一些excel用法是那么的浅显而不足。不长的时间里，我学会了一些origin 和excel 的一些基本用法以及一些今后都会用到的实用技巧，虽说刚开始较晦涩难懂，但通过不断地练习与作业，总算能够独立的处理一些问题，为简便算法和步骤节约了时间。能学会很好的处理数据和作图是这学期学习的基本要求，学会如何理解和列出多因素正交实验设计图及其设计方法，如0.618法，对分法，均分法等，也学会如何对一系列的点做各种函数拟合来得到较优的拟合结果，以及单变量求解和各种函数计算，如加和，求均值，求标准偏差等，。学习也不是一蹴而就，刚开始的时候可以说什么都不懂，通过同学间的相互帮助，耐心讲解，才逐渐学会怎样更好更快捷的使用那些技能。所以说，学习也不是一个人的事，而是大家一起帮助一起成长的事。总而言之，这门课程不仅让我学会了新的软件用法，拓宽了知识面，也明白了自己的不足，而且还提高了学习效率，是一门很实用很有效率的课程。 15