文档介绍：3 实验室工作
——正交试验基本方法
化工过程开发与设计
实验室工作-正交实验方法
1问题的提出--多因素的试验
例为提高某化工产品的转化率，选择了三个有关的因素进行条件试验，反应温度（A），反应时间（B），用碱量（C），并确定了它们的试验范围：
A：80-90℃
B：90-150Min
C：5-7%
实验室工作-正交实验方法
试验目的是搞清楚因素A、B、C对转化率的影响，哪些是主要因素，哪些是次要因素，从而确定最优生产条件，即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率提高。试制定试验方案。
实验室工作-正交实验方法
这里，对因素A、B、C在试验范围内分别选取三个水平
A：A1＝80℃、A2＝85℃、A3＝90℃
B：B1＝90Min、B2＝120Min、B3＝150Min
C：C1＝5%、C2＝6%、C3＝7%
正交试验设计中，因素可以定量的，也可以使定性的。而定量因素各水平间的距离可以相等也可以不等。
实验室工作-正交实验方法
取三因素三水平，通常有两种试验方法：
（1）全面实验法：
A1B1C1 A2B1C1 A3B1C1
A1B1C2 A2B1C2 A3B1C2
A1B1C3 A2B1C3 A3B1C3
A1B2C1 A2B2C1 A3B2C1
A1B2C2 A2B2C2 A3B2C2
A1B2C3 A2B2C3 A3B2C3
A1B3C1 A2B3C1 A3B3C1
A1B3C2 A2B3C2 A3B3C2
A1B3C3 A2B3C3 A3B3C3
A1 A2 A3
B3
B2
B1
C1
C2
C3
实验室工作-正交实验方法
全面试验法的优缺点：
优点：对各因素于试验指标之间的关系剖析得比较清楚。
缺点：(1)试验次数太多，费时、费事，当因素水平比较多时，试验无法完成。
(2) 不做重复试验无法估计误差。
(3)无法区分因素的主次。
实验室工作-正交实验方法
例如选六个因素，每个因素选五个水平时，全面试验的数目是56 ＝15625次。
又如绪言里所提到的，1978年，七机部由于导弹设计的要求，提出了一个五因素的试验，希望每个因素的水平数要多于10，此时靠全面试验法是无法完成的。
实验室工作-正交实验方法
（2）简单比较法
变化一个因素而固定其它因素，如首先固定B、C于B1、C1，使A变化之，则：
如果得出结果A3最好，则固定A于A3，C还是C1，使B变化，则：
得出结果B2最好，则固定B于B2，A于A2，使C变化，则：
A1
B1C1 A2
A3(好结果)
B1
A3C1 B2(好结果)
B3
C1
A3B2 C2 (好结果)
C3
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A1 A2 A3
B3
B2
B1
C1
C2
C3
简单比较法的试验点
实验室工作-正交实验方法
简单比较法的优缺点：
优点：试验次数少
缺点：（1）试验点不具代表性。考察的因素水平仅局限于局部区域，不能全面地反映因素的全面情况。
（2）无法分清因素的主次。
（3）如果不进行重复试验，试验误差就估计不出来，因此无法确定最佳分析条件的精度。
（4）无法利用数理统计方法对试验结果进行分析，提出展望好条件。
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