第五章第2页_化工原理实验小说免费阅读

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第五章（第2页）

如果实验范围和实验点的选择不恰当，即使实验点再多，实验数据再精确，也达不到预期的实验目的。

如果实验设计不恰当，而试图靠精确的实验技巧或高级的数据处理技术加以弥补，是得不偿失甚至是徒劳的。

相反，选择适当的实验范围和实验点的位置，即使实验数据稍微粗糙一些，数据少一些，也能达到实验目的。

因此，在化工原理实验中，恰当的实验范围和实验点位置比实验数据的精确性更为重要。

三、实验规划方法

实验规划就是实验设计方法的讨论，属于数理统计的范畴。

关于这方面内容的专著很多，本节仅从化工原理实验应用的角度，介绍几种常用的方法。

1.网格实验设计方法

在确定了化工原理实验变量数和每个变量的实验水平数后，在实验变量的变化范围内，按照均匀布点的方式，将各变量的变化水平逐一搭配构成一个实验点，这就是网格实验设计方法。

显而易见，网格实验方法是把实验点安排在网格的各节点上。

若实验变量数为n，实验水平数为m，则完成整个实验所需的实验次数为mn。

显然，当过程的变量数较高时，实验次数显著增加。

对于化工原理实验，涉及的变量除了物性变量，如黏度、密度、比热外，通常还要涉及流量、温度、压力、组成、设备结构尺寸等变量。

因此，除了一些简单的过程实验，采用网格法安排实验是很不经济的，当涉及的变量较多时，更不适合采用此方法。

2.正交实验设计方法

用正交实验表安排多变量实验的方法称为正交实验设计法，这也是科技人员进行科学研究的重要方法之一。

该方法的特点是：完成实验所需的实验次数少；数据点分布均匀；可以方便地应用方差分析方法、回归分析方法等对实验结果进行处理，获得许多有价值的重要结论。

对于变量较多和变量间存在相互影响的情况，采用正交实验方法可带来许多方便，不仅实验次数可较网格法减少许多，而且通过对实验数据的统计分析处理，可以直接获得因变量与各自变量之间的关系式，还可通过鉴别出各自变量（包括自变量之间的相互作用）对实验结果影响程度的大小，从而确定哪些变量对过程是重要的，需要在研究过程中重点考虑，哪些变量的影响是次要的，可在研究过程中做一般考虑，甚至忽略。

3.均匀实验设计方法

这是我国数学家方开泰运用数论方法，单纯地从数据点分布的均匀性角度出发所提出的一种实验设计方法。

该方法是利用均匀设计表来安排实验，所需的实验次数要少于正交实验方法。

当实验的水平数大于5时，宜选择采用该方法。

4.序贯实验设计方法

传统的实验设计方法都是一次完成实验设计，当实验全部完成以后，再对实验数据进行分析处理。

显然，这种先实验、后整理的研究方法是不尽合理的。

一个有经验的科技人员总是会不断地从实验过程中获取信息，并结合专业理论知识加以判断，对不合理的实验方案及时进行修正，从而少走弯路。

因此，边实验，边对实验数据进行整理，并据此确定下一步研究方向的实验方法才是一种合理的方法。

在以数学模型参数估计和模型筛选为目的的实验研究过程中，宜采用此类方法。

序贯实验设计方法的主要思想是：先做少量实验，以获得初步信息，丰富研究者对过程的认识；然后在此基础上做出判断，以确定和指导后续实验的条件和实验点的位置。

这样，信息在研究过程中有交流、有反馈，能最大限度地利用已进行的实验所提供的信息，将后续的实验安排在最优的条件下进行，从而节省大量的人力、物力和财力。