Основы научных исследований
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ
ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра
технологии переработки пластических масс
Дисциплина
«Основы научных исследований»
КОНТРОЛЬНАЯ
РАБОТА
«Основы
научных исследований»
Необходимость и цели опытно-конструкторских
работ
конструкторский количественный
катализатор регрессионный
Необходимость опытно-конструкторских работ
обусловлена значительным снижением степени риска при организации промышленного
производства нового объекта в условиях масштабного перехода от лабораторных
исследований к промышленным.
Цели ОКР включают в себя:
конструирование и подборка наиболее подходящего
аппаратурного оформления процессов, средств контроля и автоматизации при
переходе от лабораторных установок к промышленным;
отработка мероприятий по охране окружающей среды
при переходе от лабораторных установок к промышленным;
решение вопросов транспортировки сырья и
продукции, ее расфасовки и упаковки.
Опишите возможные способы поиска
научно-технической информации средствами Интернет
Поиск необходимой информации в Интернете можно
осуществлять различными способами:
Поиск с помощью поисковых машин по ключевому
слову
Поиск с помощью классификаторов поисковых машин
Каталоги и коллекции ссылок (более общие
понятия)
Рейтинги (самые популярные ресурсы)
Конференции, чаты
Страницы ссылок (“Links”) на тематических сайтах
(редкие, специализированные вещи)
Несетевые способы (советы друзей, знакомых;
реклама в печатных изданиях).
В зависимости от типа информации определяются и пути
поиска. Условно можно выделить 4 типа информации:
тип - общая (например: история Российской
империи),
тип - менее общая (например: император Александр
II),
тип - конкретная (например: реформы Александра
II),
тип - более конкретная (например: отмена крепостного
права).
Информация 1 типа ищется с помощью
классификаторов поисковых машин. Если сразу сайты с требуемой информацией не
находятся, то следует просматривать найденные по классификатору каталоги и
страницы ссылок (“Links”), которые находятся сайтах подобной тематике. Эти
сайты приводятся в классификаторе по теме и найденных каталогах.
Информация 2 типа ищется подобно поиску для 1
типа, но с преимуществом поиска по каталогам и страницам ссылок.
Информация 3 типа - по ключевым словам, которые
вводятся в строку поиска поисковых машин, каталогам, страницам ссылок.
Информация 4 типа - по подробным данным, которые
вводятся в строку поиска. Данные находятся согласно способам поиска изложенных
для 2 и 3 типов.
Необходимо оценить количественную зависимость выхода
сахаров при гидролизе древесных отходов от температуры и концентрации
катализатора. Используйте для этого метод математического планирования
эксперимента для проведения регрессионного анализа и составьте матрицу
линейного плана полного двухуровневого факторного эксперимента с кодированными
значениями факторов
Уравнение регрессии количественной зависимости
выхода сахаров при гидролизе древесных отходов у от температуры х1 и
концентрации катализатора х2 (k=2):
у=b0+b1x1+ b2x2
Необходимое число опытов:
необх ≥ k + 1 ≥ 2 + 1 ≥ 3;
Nнеобх ≥ L + 1 ≥ 3 + 1 ≥ 4; Nнеобх ≥ 4.
соотношению N ≥ Nнеобх отвечают планы типа
2(k-а) при условии, что (k-a) ≥ 2 и cсоответственно N ≥ 4. Из
совокупности планов с N ≥ 4 выберем план ПФЭ типа 22 как наиболее
экономный по числу опытов (N = 4) и позволяющий получить наиболее точные оценки
коэффициентов уравнения регрессии.
План-матрица эксперимента типа 22
Номер опыта i
|
Кодированные значения факторов
|
у
|
|
х0
|
х1
|
х2
|
|
1
|
+1
|
+1
|
+1
|
|
2
|
+1
|
-1
|
+1
|
|
3
|
+1
|
+1
|
-1
|
|
4
|
+1
|
-1
|
-1
|
|
Данный план является ортогональным и
D-оптимальным.
Проведите регрессионный анализ с использованием
линейной модели процесса следующих результатов эксперимента:
Время реакции, мин.
|
5
|
10
|
12
|
15
|
20
|
21
|
25
|
37
|
39
|
41
|
50
|
60
|
70
|
90
|
Среднее арифметическое значение
выхода продукта, % мас.
|
7
|
2
|
9
|
22
|
22
|
22
|
44
|
50
|
51
|
41
|
59
|
69
|
69
|
76
|
76
|
В эксперименте каждый опыт повторялся дважды при
одном времени реакции. Средняя дисперсия воспроизводимости всех опытов
эксперимента при определении выхода продукта равна 1(% мас.)2 при ее степени
свободы f=15.
Искомое уравнение регрессии:
.
Так как дана средняя дисперсия воспроизводимости
всех опытов эксперимента, то делаем допущение о нормальном законе распределения
y и равенстве дисперсий (одинаковой случайной ошибке при любом значении х).
Номер опыта
|
х
|
у
|
х2
|
ху
|
у2
|
(х+у)
|
(х+у)2
|
1
|
5
|
7
|
25
|
35
|
49
|
12
|
144
|
2
|
10
|
2
|
100
|
20
|
4
|
12
|
144
|
3
|
12
|
9
|
144
|
108
|
81
|
21
|
441
|
4
|
15
|
22
|
225
|
330
|
484
|
37
|
1369
|
5
|
22
|
400
|
440
|
484
|
42
|
1764
|
6
|
21
|
22
|
441
|
462
|
484
|
43
|
1849
|
7
|
22
|
44
|
484
|
968
|
1936
|
66
|
4356
|
8
|
25
|
50
|
625
|
1250
|
2500
|
75
|
5625
|
9
|
37
|
51
|
1369
|
1887
|
2601
|
88
|
7744
|
10
|
39
|
41
|
1521
|
1599
|
1681
|
80
|
6400
|
11
|
41
|
59
|
1681
|
2419
|
3481
|
100
|
10000
|
12
|
50
|
69
|
2500
|
3450
|
4761
|
119
|
14161
|
13
|
60
|
69
|
3600
|
4140
|
4761
|
129
|
16641
|
70
|
76
|
4900
|
5320
|
5776
|
146
|
21316
|
15
|
90
|
76
|
8100
|
6840
|
5776
|
166
|
27556
|
∑
|
517
|
619
|
26115
|
29268
|
34859
|
1136
|
119510
|
; =
0.96 (мас. %/мин.)
а = 8,18 (мас. %).
Выборочный коэффициент корреляции:
= 0,91.
Коэффициент корреляции очень близок к единице,
следовательно, зависимость между х и у является практически линейной в
изученном диапазоне:
.
Оценка значимости коэффициентов проводится по
критерию Стьюдента:
= 0,46 (% мас.)2=
0,011 (% мас.)2= 17,78 (мас.%
мин)-1
tb =87,27 (мас.% мин)-1> tр(f) и tb >
tр(f) для р=0,05 и f=15, следовательно коэффициенты значимо отличаются от нуля
и являются значимыми.
Адекватность уравнения проверяется по критерию
Фишера:
1092,19 (% мас.)2
958,48 (% мас.)2=
1,14
Значение соотношения F меньше табличного
значения квантиля распределения Фишера при уровне значимости р = 0,05 и числе
степеней свободы f1 = 14 и f2 = 15, значит уравнение адекватно эксперименту.
Округлите следующие числа до двух значащих цифр:
,35622; 0,00591; 1,00483; 996,61959
Ответ: 1000; 0,0059; 1,005; 1000.