实验设计与数据处理.docx
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实验设计与数据处理
《实验设计与数据处理》大作业
班级：
环境17研姓名：
学号:
1、用Excel（或Origin）做出下表数据带数据点的折线散点图
图1加药量与剩余浊度变化关系图图2加药量与总氮TN变化关系图
_卜■-COLCr（mgZL）|.
-
/
/
f
/
*jX
aI■II■
ii■i■
56
55
43
55
52
51
磷总
60
40
20
00
80
60
40
60
40
20
00
80
60
40
图3加药量与总磷TN变化关系图
图4加药量与CODCr变化关系图
90
80
70
60
50
40
30
20
-■-CODCr
一•一浊度
总氮TN
总磷TP
10
40
60
80
100120140
160
图5加药量与各指标去除率变化关系图
2、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n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（要求作双丫轴图）
图6离心泵特性曲线
扬程曲线方程为：
H=效率曲线方程为：
尸+、列出一元线性回归方程，求出相关系数，并
（1）
绘制出工作曲线图
（人x）（yiy）
xy
表1相关系数的计算
丫
吸光度
（A）
X
lxy
lxx
lyy
R
X-3B浓度XX
（mg/L）
yiy
10
-30
2800
20
-20
30
-10
40
0
50
10
图7水中染料活性艳红（X-3B）工作曲线
元线性回归方程为：
y=+
相关系数为：
R2***6789=
（2）代入数据可知:
样品一：
％=样品二：
x=、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）。
表2某伴生金属c与含量距离x之间的关系分析计算表
112
111
110-
C
量109-
含
108-
107-
106L
0
112
111
110
旦109.量
含
108-
107
106>-
0.2
10
15
11
16
12
18
13
19
112
111
110
109
108
107
106
图8某伴生金属
81012
距离X
c与含量距离
112
111
110
c
量109
含
108
14161820
x关系散点图
Model
Polyno
Adj.R-Sq
0.5525
Value
Standard
B
Intercep108.13
0.49507
B
B10.1697
0.04267
2468101214161820
距离x
图9线性函数拟合
Model
Polyno
Adj.R-Sq
0.7836
ValueStandard
B
Interce
106.490.53098
B
B1
3.66390.54944
0.40.60.81.0
距离lgx
1.21.4
107
Equation
y=a*xAb
Adj.R-Sq
0.780
Value
Standard
B
a
106.54
0.52477
B
b
0.0144
0.0022
106
0246810121416
距离x
图10幕函数拟合
1820
■
-
■
■
■■
a
Model
Polynomial
£
■
Adj.R-Square
0.92927
■
Value
StandardError
■
B
Intercept
0.00898
1.275E-5
■
B
B1
7.89995E-4
6.27202E-5
0.0094
0.0093
0.0092
0.0091
0.0090
0.00.1
0.20.30.4
0.5
距离1/x
线性函数拟合：
c=+R2=
幕函数拟合：
c=+R2=
对数函数拟合：
c=+R2=
双曲函数拟合：
1/c=（1/x）+R2=
根据分析可知R2值越大，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）=+
/x）
5、已知试验指标Y与Xi、X2、X3间近似满足关系式：
Y=
a+biXi+b2X2+b3X3+bi2XiX2+b23X?
X3，试求待定系数，并将回归结果输出。
表3线性转化后的数据表格
XiX2X3X4（XiX2）X5（X2X3）
对表3数据进行线性回归即可求出各项系数，回归结果如下:
表4线性回归的方差分析
df
SS
MS
F
SignificaneeF
回归分析
5
残差
4
总计
9
表5线性回归系数输出结果
，一LowerUpper
Coefficients标准误差tStatP-value
95%95%
Intercept
X1
X2
X3
X4（X1X2）
X5（X2X3）
可知：
b1=
b2=
b3=
b12=b23=
6某给水处理实验对三氯化铁和硫酸铝用量进行优选
（1）对三氯化铁用量用法进行优选，首先确定第一个点：
1（50-10）X+10=
第二个点：
（50+10）=
2比①好，则第三个点：
（+10）=
3比②好，则第四个点：
4（+10）=
③比④好，以最后试验范围（~）的中点作为三气化铁用量最佳点，则三气化铁的最佳用量为：
（+）/2=（mg/L）。
（2）对硫酸铝用量用法进行优选，先确定第一一个点：
1（8-2）*+2=
第二个点：
2（8+2）二①比②好，则第三个点：
3（8+）二③比①好，则第四个点：
4（8+）=
4比③好，以④作为硫酸铝用量最佳点，则硫酸铝的最佳用量为：
L。
6、测定某铜合金中铜含量，五次平行测定的结果是：
%、%、%、%、%，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%，计算以上结果的绝对误差和相对误差。
表6铜合金中铜含量分析计算表
次铜平偏平偏相平偏标偏相标偏绝误相误
数含量均值差均差对均差准差对准差对差对差
1
%
%
%
%
2
%
%
%
%
3
%
%
%
%
%
4
%
%
%
%
5
%
%
%
%
铜标含%
的准量
7、微波辅助法制备纳米TiO2时，硫酸钛浓度对催化剂TiO2粒径和所制备催化剂的光催化活性有重要的影响
（1）以硫酸钛浓度为X轴，绘制双丫轴数据图
图13硫酸钛浓度对氯苯的去除率（％）和TiO2粒径的影响
⑵活性艳红X-3B初始浓度对超声光催化降解率的影响如下表，请在一张图绘制出不同时间、不同浓度一光催化降解率的关系图，要求所有曲线以黑色表示。
时间（min）
图14不同初始浓度的活性艳红X-3B对降解率的影响
9、试根据所给材料，对表2的试验结果进行分析:
（1）
表7各指标的试验结果分析表
1（A）
2（B）
3（C）
4（D）
5（E）
镉含量
锌含量
实验号
pH值
混凝剂
沉淀剂
CaC2
废水浓
度
（mg/L）
（mg/L）
1
1
1
2
2
1
2
3
2
2
1
1
3
2
2
2
2
2
4
4
1
2
1
2
5
1
2
1
1
2
6
3
1
1
2
2
7
2
1
1
1
1
8
K1
4
2
1
2
1
K2
K3
镉含
量
K4kik2k3
k4
极差R
极差R
表8综合评分的指标分析表
1（A）
2（B）
3（C）
4（D）
5（E）
镉锌含量
实验号
pH值
混凝剂
沉淀剂
CaC2
废水浓度
之和（mg/L）
1
1
1
2
2
1
2
3
2
2
1
1
3
2
2
2
2
2
4
4
1
2
1
2
5
1
2
1
1
2
6
3
1
1
2
2
7
2
1
1
1
1
8
4
2
1
2
1
K1
K2
K3
K4
ki
k2
k3
k4
极差R
根据极差的大小列出各指标下的因素的主次顺序:
镉含量（mg/L）
CAEBD
锌含量（mg/L）
CABED
镉锌含量和（mg/L）
CABDE
初选最优处理组合。
根据各指标不同水平平均值确定各因素的优化水平组合：
镉含量（mg/L）：
A3B1C1D2E1或A4B1C1D2E1
锌含量（mg/L）：
A3B2C1D1E2
镉锌含量和（mg/L）：
A3B2C1D1E1
根据各指标单独分析出来的优化组合不一致，所以必须根据各因素对指标的影响主次，综合考虑，确定最佳组合。
对于因素A可取A3。
因素B对锌含量和镉锌总含量的影响要大于对镉含量的影响，所
以应取B2。
同理分析可知，C取Ci,D取Di,E取Ei。
则确定最优组合为A3B2C1D1E1，即pH为9〜10,不加混凝剂，使用NaOH沉淀剂，不加CaC2,处理稀浓度废水为最佳处理方式，处理效果最好。
（3）由图13和图14可以看出，因素C即沉淀剂的种类对处理效果有较大影响，CaQ的
加入对废水处理的整体效果影响不大，废水pH值对处理效果有重要影响。
所以必须选择合适的沉淀剂和调节合适的废水pH值。
k1
镉
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
图13水平影响趋势图
图14水平影响趋势图
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