实验数据处理作业.doc

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1、化学与环境工程学院实验设计与数据处理班级：应化11002班姓名：王猛学号：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.

2、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

3、.015.000.414.840.814.561.214.331.613.962.013.650.00.0850.1560.2240.2770.333序号789101112Qv(m3/h)H/m2.413.280.3852.812.810.4163.212.450.4463.611.980.4684.011.300.4694.410.530.431Qv(m3/h)H/m0.015.000.414.840.814.561.214.331.613.962.013.653、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

4、.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。（2）当y=38.2时，可知x=1.75；当y=39.2时，x=1.79；故样品一的水杨酸（SA）浓度为：1.75g.mL-1；样品二的水杨酸（SA）浓度为1.79g.mL-14、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12106.42811110.5923108.20914110.6034109.581015110.90

5、45109.501116110.7657110.001218110.0068109.931319111.20710110.49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。 lgx1/x1/ylgy0.

6、301030.50.4.0.0.0.4.0.602060.250.4.0.698970.20.4. 0.0.0.4.700480.903090.1250.4.10.10.4.1.0.0.4.705831.0.0.4.705921.0.0.4.1.204120.06250.4.1.0.0.4.700481.0.0.4.71133根据上图中得R值，可知R之越大，某伴生金属含量c与含量距离x之间的关系越好。故可得(1/y)=0.009+(0.0008 /x)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.

7、01.52.02.53.03.5ZC x2/g3.54.55.56.57.58.59.5LAS x3/g0.20.40.81.01.21.41.6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。因素PVA x1/gLAS x3/gx2x3实验结果yZC x2/g10.50.20.73.83.5210.41.82.54.531.50.84.43.95.54216.546.552.51.295.17.5631.411.93.18.573.51.615.25.69.5

8、SUMMARY OUTPUT回归统计Multiple R0.R Square0.Adjusted R Square0.标准误差1.观测值7方差分析dfSSMSFSignificance F回归分析33.1.1.0.残差33.1.总计66.88Coefficients标准误差t StatP-valueLower 95%Intercept5.2.266172.0.-2.03017X Variable 1-7.047456.-1.065990.-28.0871X Variable 27.8.0.0.-18.6517X Variable 30.0.1.0.35212-1.62112由回归分析可得：。其

9、中6、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： 平均偏差为： 相对平均偏差为： 标准偏差为： 相对标准偏差为： （2）已知铜的标准含量为27.20%。故：误差相对误差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

10、的上单峰函数。(要求详细列出计算过程)计算试验点位置 按下列公式计算 X1=340+0.618*(420-340)=390 X2=340+0.382*(420-340)=370 设x1、x2为表示两点的实验结果，且值越大，效果越好，分几种情况讨论(1) 若f(x1)f(x2)，即f(x1)比f(x2)好，则根据“留好去坏”的原则，去掉实验范围a，x2部分，在x2，b内继续实验。(2) 若去掉实验范围的左边区间，则新试验点将安排在新实验范围的0.618的位置上(x3)，另一个试验点在新范围的0.382的位置上(x4)(3) 即除第一次要取二个试点外，以后每次只取一个试点，另一个试验点在已试点上（

11、不做） (4) 同理，比较结果，去点坏点，进一步实验 比较x1、x2两个实验点可知，因x1的效果比x2好，所以删除340-370这段，在370-420再优选。第三个试验点位置是： X3=370+(420-370)*0.618=400由于在实验范围内合成率是温度的上单峰函数，所以做了三次实验就得到最优温度！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

12、。试找出最好的实验方案。水平ABCD1甲253：3：1662乙302：1：2773丙4丁水平ABCD1甲253:03:01662乙302:01:02773丙4丁实验号ABCD 实验方案试验结果品种氮肥量/kg氮、磷、钾比例规格11111甲253:03:016619521222甲302:01:027720532112乙253:03:017722042221乙302:01:026622553121丙252:01:026621063212丙303:03:017721574122丁252:01:027718584211丁303:03:0166190k1400810820820k244583582582

13、5k3425k4375m1200203205205m2223209206206m3213m4188R35611最佳方案A2B2C2D2最佳组合A2B2C2D29、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

14、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

15、 、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

16、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

17、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。列号实验 因素（水平号） 指标泥浆浓度A混凝剂种类B加量C搅拌时间t沉降率/%(t=1min)沉降率/%(t=1h)111114502112265931133862412126515122375861231761713137384813217382913327179102111335112122

18、450122133555132212440142223454152231557162313487217232155761823325970193111233203122339213133445223212343233223348243231451253313376826332157702733326270k125539180210k218743212218k3175535225189m12842070m22152473m319592563r955510最佳方案A1 B3C3D2最佳组合 B3D2A1C3 t=1h的固相沉降率试验分析表k1586428476515k2509463536501k3

19、467671550546m165485357m257516056m352756161r132785最佳方案A1 B3C3D3最佳组合 B3A1C3D35255586A8187509101754675039428B504346315356715180476C10212536202255501210515D32185015189546根据下表可知沉降率（t=1min或者t=1h）的固相沉降率的试验分析中混凝剂种类对实验影响最大，即为主要因素；而搅拌时间影响不大，从经济效益来决定搅拌时间；其他两因素影响适中，可按最佳方案来确定。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

20、）。 通过此次为期几周了实验数据处理课程，我们自己对EXCEL还有Origin有了更全面的认识，尤其是这两个软件的作图各自优势、不同性、全面性等有的一个深入认识，以前用到的绘图软件基本上没有基础到，做为一名理科生，我们不仅要学好理论知识，而且还有学好与专业知识相关的一些基本知识，那样才可能为我们以后好好工作提供便利。如今，现在大部分计算已经很少用人工算，慢慢转变为机器算，不仅节省时间，而且准确度高，所以学了数据处理这门课，我们不仅收获良多，而且在实验数据处理这块我们已经具备的一些专业技能。我们此次实习过程中不仅学会的如何作图，而且也学会了把图做美观，学到的不少细节东西，很多东西我们刚刚第一眼看

21、到都发出尖叫声，觉得好神奇，我想这只有经过我们好好应用这门课的后才感觉到这课真是有点不可思议，且对我们益处良多！再次我也要谢谢李老师的辛苦付出，让我们这群学生真是学到不少东西，李老师的负责及热情真是让我们觉得李老师是个好老师，负责人的老师！作业要求：1、 完成时间：10月26日（第9周周五）前；2、 查阅相关资料，认真答题，按时完成作业；3、 作业要求全部打印（注明题号，可以不抄题），认真排版；4、 注明班级、姓名、班内序号，制作封面，以班为单位上交学委；5、 作图要求：第1、3、4题要求用Excel作图或Excel和Origin同时作图；6、 作业注意存档（包括Word和作图的Excel、O

22、rigin文档），会抽查部分同学的电子文档；7、 独立完成作业，严禁抄袭；8、文档排版要求：（1）版面尺寸：A4(21.029.7厘米)；版芯位置(正文位置)：上边界2.5厘米、下边界2.0厘米、左边界2.5厘米、右边界2.0厘米、装订线位置定义为0厘米，并插入页码。（2）正文文本：宋体小四号、标准字间距、行间距为固定值20磅、所有标点符号采用宋体全角、英文字母和阿拉伯数字采用半角Times New Roman体的要求排版。（3）文中图、表、公式：所涉及到的全部图、表（要求用三线表）都应规范化，符号、代号符合国家标准。图以文中出现先后按“图1（空两格）图名、图2（空两格）图名”（楷体五号加粗）随文排。表格以出现先后按“表1（空两格）表名、表2（空两格）表名”（黑体五号加粗）随文排。图表中文字用宋体五号、不加粗，英文字母和阿拉伯数字采用半角Times New Roman体。9、作业评分标准：大作业按五分制评分，即优、良、中、及格、不及格，主要从做题的准确度、作图的标准化和美观程度，以及文档结构版式三个方面综合评分。答疑地点：环境工程系办公室（14西503）联系方式： lee.zb