实验数据与处理大作业题目及答案
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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。
2、对离心泵性能进行测试的实验中,得到流量Q v 、压头H 和效率η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η的关系数据
序号 1 2 3 4 5 6 Q v (m 3/h ) H/m
η
序号789101112
Q v(m3/h)
H/m
η
3、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)/μ样品1样品2
F(荧光强度)
(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)/μ
F(荧光强度)
(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
12811
23914
341015
451116
571218
681319
710
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:⑴作实验点的散点图,分析c~x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=dx b等;⑵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R≦,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 1 2 3 4 5 6 7 PVA x 1/g ZC x 2/g LAS x 3/g 试验结果y
已知试验指标y 与x 1 、x 2 、x 3间近似满足关系式:y =a+b 1x 1+b 3x 3+b 23 x 2x 3 。试求待定系数,并给出方程精度。 项目 B 1 B 3 B 23 R 2 标准误差 a 数值
6、 测定某铜合金中铜含量,五次平行测定的结果是:%、%、%、%、%,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%,计算以上结果的绝对误差和相对误差。
解:(1) 平均值:x =
n
x i
∑=%
平均偏差:d =
()n
x x i
∑- =%
相对平均d /x =%/%)*100%=%
标准偏差:S=
()
1
2
-∑-n i x
x =%
相对标准偏差:S r =S/x =% (2)绝对误差= x –μ=%%=% 相对误差=(x –μ)/μ=%
7、 已知某合成试验的反应温度范围为340~420℃,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法在区间(340,420)进行优
选。
X1=340+(420-340)=
X2=340+(420-340)=
比较389℃和371℃下的实验数据,得389℃的数据较好,所以去掉340~370℃。
再次优选X3=370+(420-370)=401
X4=370+(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。
序号i=1234
因素A B C D产量/kg
11111195
21222205
32112220
42221225
53121210
63212215
74122185
84211190
K1i400810820820
K2i445835825825
K3i425
K4i375
ki2444
K1i/ki200205205
K2i/ki
K3i/ki
K4i/ki
极差35
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。
⑴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FeCl3·Al2(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。
⑵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。