最新实验数据与处理大作业题目及答案汇总.docx
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最新实验数据与处理大作业题目及答案汇总
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（%）
50
11.9
80.17
11.01
52.05
75
7.5
87.51
14.01
38.98
100
6.8
88.67
14.38
37.37
125
6.2
89.67
13.01
43.34
150
5.6
90.67
10.08
56.11
加药量
总磷T-P
COD
（mg/L）
T-P（mg/L）
去除率（%）
COD（mg/L）
去除率（%）
50
1.09
16.15
53
73.09
75
0.57
56.15
52
73.61
100
0.27
79.23
51
74.11
125
0.32
75.38
52
73.61
150
0.42
67.69
56
71.57
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
Qv（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
η
0.0
0.085
0.156
0.224
0.277
0.333
序号
7
8
9
10
11
12
Qv（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
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:
C（SA）/μg.mL-1
0.50
1.00
1.50
2.00
3.00
样品1
样品2
F（荧光强度）
10.9
22.3
33.1
43.5
65.4
38.2
39.2
（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。
（1）
C（SA）/μg.mL-1
0.50
1.00
1.50
2.00
3.00
1.75
1.80
F（荧光强度）
10.9
22.3
33.1
43.5
65.4
38.2
39.2
（2）
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：
矿样点
距离x
含量c
矿样点
距离x
矿样点
1
2
106.42
8
11
110.59
2
3
108.20
9
14
110.60
3
4
109.58
10
15
110.90
4
5
109.50
11
16
110.76
5
7
110.00
12
18
110.00
6
8
109.93
13
19
111.20
7
10
110.49
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：
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=dxb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。
上表为各种函数的对比由表可以看出多项式函数的R值最大，所以选择多项式函数。
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
PVAx1/g
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
ZCx2/g
3.5
4.6
5.5
6.5
8.5
8.5
9.5
LASx3/g
0.3
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x1、x2、x3间近似满足关系式：
y＝a+b1x1+b3x3+b23x2x3。
试求待定系数，并给出方程精度。
项目
B1
B3
B23
R2
标准误差
a
数值
-6.0190
6.0702
0.7873
0.6978
0.8325
4.4822
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：
=
=27.21%
平均偏差：
=
=0.03%
相对平均
/
=（0.03%/27.21%）*100%=0.11%
标准偏差：
S=
=0.04%
相对标准偏差:
Sr=S/
=0.15%
（2）绝对误差=
–μ=27.21%-27.20%=0.01%
相对误差=（
–μ）/μ=0.04%
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）
解：
由题知，所给范围合成率是温度的上单单峰函数由0.618法在区间（340,420）进行优选。
X1=340+0.618（420-340）=389.44
X2=340+0.382（420-340）=370.56
比较389℃和371℃下的实验数据，得389℃的数据较好,所以去掉340～370℃。
再次优选X3=370+0.618（420-370）=401
X4=370+0.382（420-370）=389
由于389℃已在试验点，所以只需做三次不同温度的实验。
实验范围内合成率是温度的上单峰函数所以选择在401℃数据较好。
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：
3：
1
6×6
2
乙
30
2：
1：
2
7×7
3
丙
4
丁
实验设计如表下
序号
i=1
2
3
4
因素
A
B
C
D
产量/kg
1
1
1
1
1
195
2
1
2
2
2
205
3
2
1
1
2
220
4
2
2
2
1
225
5
3
1
2
1
210
6
3
2
1
2
215
7
4
1
2
2
185
8
4
2
1
1
190
K1i
400
810
820
820
K2i
445
835
825
825
K3i
425
K4i
375
ki
2
4
4
4
K1i/ki
200
202.5
205
205
K2i/ki
222.5
208.75
206.25
206.25
K3i/ki
212.5
K4i/ki
187.5
极差
35
6.25
1.25
1.25
从上表可以看出，因素A的极差最大，因此A对实验的影响最大，因素B的极差仅次于A，对实验影响也仅次于A，因素C、D对实验影响较小，都以2水平较好。
因此最优实验方案为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FeCl3·Al2（SO4）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。
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:
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。
解：
（1）t=1min的分析表1如下
序号
i=1
2
3
4
因素
泥浆浓度A
混凝剂种类B
加量C
时间D
K1i
255
39
180
210
K2i
187
43
212
218
K3i
175
535
225
189
ki
9
9
9
9
K1i/ki
28
4
20
23
K2i/ki
21
5
24
24
K3i/ki
19
59
25
21
极差
9
55
5
3
由表1可以看出在t=1min时最佳方案是A1B3C3D2
t=1h的分析表2如下
序号
i=1
2
3
4
因素
泥浆浓度A
混凝剂种类B
加量C
时间D
K1i
586
428
476
515
K2i
509
463
536
501
K3i
467
671
550
546
ki
9
9
9
9
K1i/ki
65
48
53
57
K2i/ki
57
51
60
56
K3i/ki
52
75
61
61
极差
13
27
8
5
由表2可以看出在t=1min时最佳方案是A1B3C3D2
（2）由
（1）中表1和表2可以看出对于沉降率的影响由大到小依次是混凝剂种类、搅拌时间、加量、泥浆浓度，与沉降时间影响最小。
由于考虑经济效益，优先考虑搅拌时间，最佳选择A1B3C3D2即为最佳查理组合为泥浆浓度为5%，混凝剂种类（CO2CHCONH2）n，加量为20mL，搅拌时间为5分钟
（3）图1、2、3、4为t=1min的坐标图。
图5、6、7、8为t=1h的坐标图。
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）。
通过为期将近2个月的学习，真的是收获了很多，才发现以前所掌握的一些excel用法是那么的浅显而不足。
不长的时间里，我学会了一些origin和excel的一些基本用法以及一些今后都会用到的实用技巧，虽说刚开始较晦涩难懂，但通过不断地练习与作业，总算能够独立的处理一些问题，为简便算法和步骤节约了时间。
能学会很好的处理数据和作图是这学期学习的基本要求，学会如何理解和列出多因素正交实验设计图及其设计方法，如0.618法，对分法，均分法等，也学会如何对一系列的点做各种函数拟合来得到较优的拟合结果，以及单变量求解和各种函数计算，如加和，求均值，求标准偏差等，。
学习也不是一蹴而就，刚开始的时候可以说什么都不懂，通过同学间的相互帮助，耐心讲解，才逐渐学会怎样更好更快捷的使用那些技能。
所以说，学习也不是一个人的事，而是大家一起帮助一起成长的事。
总而言之，这门课程不仅让我学会了新的软件用法，拓宽了知识面，也明白了自己的不足，而且还提高了学习效率，是一门很实用很有效率的课程。
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