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：201006376
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(m3/h) H/m
0.0
15.00
0.4
14.84
0.8
14.56
1.2
14.33
1.6
13.96
2.0
13.65
η0.0 0.085 0.156 0.224 0.277 0.333 序号7 8 9 10 11 12
Q v(m3/h) H/m
η
2.4
13.28
0.385
2.8
12.81
0.416
3.2
12.45
0.446
3.6
11.98
0.468
4.0
11.30
0.469
4.4
10.53
0.431
Q v(m3/h) H/m
0.0
15.00
0.4
14.84
0.8
14.56
1.2
14.33
1.6
13.96
2.0
13.65
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:
（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：1.75μg.mL -1；样品二的水杨酸（SA ）浓度为1.79μg.mL -1
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：
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 ≦0.553，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。
lgy
0.30103 0.5 0.00939673 4.667394 0.477121 0.333333 0.00924214 4.683981 0.60206 0.25 0.00912575 4.696655 0.69897 0.2 0.00913242 4.695925
0.845098 0.142857 0.00909091
4.70048
0.90309 0.125 0.0090967 4.699844
1 0.1 0.00905059 4.704925 1.041393 0.090909 0.00904241 4.70583 1.146128 0.071429 0.00904159 4.7059
2 1.176091 0.066667 0.0090171
3 4.708629 1.20412 0.0625 0.00902853 4.707366 1.255273 0.055556 0.00909091 4.70048 1.27875
4 0.052632 0.00899281 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 1 2 3 4 5 6 7 PV A x 1/g 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 ZC x 2/g 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 LAS x 3/g 0.2 0.4 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 试验结果y
3.8
2.5
3.9
4.0
5.1
3.1
5.6
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。
因素
PVA x 1/g
LAS x 3/g
x 2x 3
实验结果y
ZC x 2/g
1 0.5 0.
2 0.7 3.8 3.5 2 1 0.4 1.8 2.5 4.5
3 1.5 0.8 4.
4 3.9 5.
5 4 2 1 6.5 4 6.5 5 2.5 1.2 9 5.1 7.5
6 3 1.4 11.9
3.1 8.5
SUMMARY OUTPUT
回归统计
Multiple R 0.728296 R Square 0.530415
Adjusted R Square 0.060829 标准误差 1.037746
观测值 7 方差分析
df
SS MS F Significance
F
回归分析 3 3.649253 1.216418 1.129538 0.461299 残差 3 3.230747
1.076916 总计 6
6.88
Coefficients
标准误差 t Stat P-value Lower 95% Intercept 5.181799 2.26617 2.286588 0.106289 -2.03017 X Variable 1 -7.04745 6.611169 -1.06599 0.364605 -28.0871 X Variable 2 7.283779 8.149545 0.893765 0.437301 -18.6517 X Variable 3
0.854925
0.778031
1.098831
0.35212
-1.62112
由回归分析可得：1323y 5.27.07.30.86x x x x =-++。其中2
0.5304R =
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： x=27.21%i x n
=∑ 平均偏差为： -x 0.15%d=
=0.03%5i x n =∑（） 相对平均偏差为： d 0.03%
100%=
100%=0.11%27.21%x
?? 7 3.5 1.6 15.2 5.6 9.5
标准偏差为：
0.04%=
相对标准偏差为： r S 0.04%
S =100%==0.15%27.21%x
?
（2）已知铜的标准含量为27.20%。 故：误差=x =27.21%-27.20%=0.01%μ-
相对误差x 27.21%-27.20%
=
100%=
100%=0.04%27.20%
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)
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 ，x 2]部
分，在[x 2，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（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。试找出最好的实验方案。
水平 A B C D
1 甲25 3:03:01 6×6
2 乙30 2:01:02 7×7
3 丙
4 丁
实验号 A B C D
实验方案
试验结
果
品
种
氮肥量
/kg
氮、磷、钾比
例
规
格
1 1 1 1 1 甲25 3:03:01 6×
6 195
2 1 2 2 2 甲30 2:01:02 7×
7 205
3 2 1 1 2 乙25 3:03:01 7×
7 220
4 2 2 2 1 乙30 2:01:02 6×
6 225
5 3 1 2 1 丙25 2:01:02 6×
6 210
6 3 2 1 2 丙30 3:03:01 7×
7 215
7 4 1 2 2 丁25 2:01:02 7×
7 185
8 4 2 1 1 丁30 3:03:01 6×
6 190
k1 400 810 820 820
k2 445 835 825 825
k3 425
k4 375
m1 200 203 205 205
m2 223 209 206 206
m3 213
m4 188
R 35 6 1 1
最佳方
案A2 B2 C2 D2
最佳组
合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FeCl
3·Al
2
(SO
4
)
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。
⑶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: ①每个不同水平在试验中出现相同次数; ②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L
27（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: ①确定试验指标、因素和水平; ②选定正交表; ③设计表头; ④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：
⑴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；
⑵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；
⑶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η
/%(t=1min)
沉降率η
/%(t=1h)
1 1 1 1 1 4 50
2 1 1 2 2 6 59
3 1 1 3 3 8 62
4 1 2 1 2 6 51
5 1 2 2 3 7 58
6 1 2 3 1
7 61
7 1 3 1 3 73 84
8 1 3 2 1 73 82
9 1 3 3 2 71 79
10 2 1 1 1 3 35
11 2 1 2 2 4 50
12 2 1 3 3 5 55
13 2 2 1 2 4 40
14 2 2 2 3 4 54
15 2 2 3 1 5 57
16 2 3 1 3 48 72
17 2 3 2 1 55 76
18 2 3 3 2 59 70
19 3 1 1 1 2 33
20 3 1 2 2 3 39
21 3 1 3 3 4 45
22 3 2 1 2 3 43
23 3 2 2 3 3 48
24 3 2 3 1 4 51
25 3 3 1 3 37 68
26 3 3 2 1 57 70
27 3 3 3 2 62 70 k1 255 39 180 210
k2 187 43 212 218
k3 175 535 225 189
m1 28 4 20 70
m2 21 5 24 73
m3 19 59 25 63
r 9 55 5 10
最佳方A
1 B
3
C
3
D
2
案 最佳组合
B 3D 2A 1
C 3
t=1h 的固相沉降率试验分析表
k1 586 428 476 515 k2 509 463 536 501 k3 467 671 550 546 m1 65 48 53 57 m2 57 51 60 56 m3 52 75 61 61 r 13 27 8 5
最佳方案 A 1 B 3 C 3 D 3 最佳组合 B 3A 1C 3D 3 5 255 586 A 8 187 509 10 175 467 50 39 428 B 50 43 463 1 535 671 5 180 476 C 10 212 536 20 225 550 1 210 515 D 3 218 501 5 189 546
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）。
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、Origin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(21.0×29.7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：139********
lee.zb@https://www.doczj.com/doc/c711382634.html,