c. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu ép M(kg)
5.2.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ựa yếu tố
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ựơn yếu tố cho thấy mối quan hệ của các yếu tố hành trình của bàn ép x1(cm), khối lượng vật liệu ép x2 (kg), ựộ ẩm ban ựầu vật liệu ép x3 (%) ựến khối lượng thể tắch của khối ép Y1 (kg/m3) và chi phắ năng lượng riêng Y2 (kWh/kg) là không hoàn toàn tuyến tắnh. Vì vậy, ta có thể bỏ qua phương án quy hoạch thực nghiệm bậc 1 chuyển sang phương án quy hoạch thực nghiệm bậc 2.
Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố ựược ghi trong bảng 5.6
Bảng 5.6 Mức biến thiên và khoảng biến thiên của các yếu tố vào
Các yếu tố vào Giá trị mã
hóa x1(cm) x2(%) x3 (kg) Mức sao dưới -1,68 51,6 10,32 8,32 Mức dưới -1 55 11 9 Mức cơ sở 0 60 12 10 Mức trên +1 65 13 11 Mức sao trên +1,68 68,4 13,68 11,68 Khoảng biến thiên εi 1 5 1 1
Ma trận và kết quả thắ nghiệm theo phương án quy hoạch thực nghiệm bậc 2 Box Ờ Willson ựối với các hàm Y1 và Y2 ựược thể hiện trong bảng 5.6.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 71
Bảng 5.7. Ma trận và kết quả thắ nghiệm theo phương án qui hoạch thực nghiệm bậc 2 Box-Wilson
Các yếu tố vào Các thông số ra STT x1(cm) x2(%) x3 (kg) Y1(kg/m3) Y2(kWh/tấn) 1 -1,00 -1,00 -1,00 80.01 8.71 2 1,00 -1,00 -1,00 86.54 8.37 3 -1,00 1,00 -1,00 75.44 8.03 4 1,00 1,00 -1,00 80.94 7.65 5 -1,00 -1,00 1,00 84.63 8.47 6 1,00 -1,00 1,00 93.16 7.72 7 -1,00 1,00 1,00 80.03 7.67 8 1,00 1,00 1,00 87.56 7.07 9 -1,68 0,00 0,00 75.88 9.48 10 1,68 0,00 0,00 91.05 6.84 11 0,00 -1,68 0,00 89.83 9.43 12 0,00 1,68 0,00 79.08 6.51 13 0,00 0,00 -1,68 77.80 9.35 14 0,00 0,00 1,68 90.27 6.90 15 0,00 0,00 0,00 86.42 7.36 16 0,00 0,00 0,00 87.04 7.64 17 0,00 0,00 0,00 86.96 7.05 18 0,00 0,00 0,00 87.80 7.38 19 0,00 0,00 0,00 86.73 7.47 20 0,00 0,00 0,00 87.98 7.60
Mô hình toán ựược biểu diễn bằng phương trình hồi quy theo công thức 2.3 (chương 2).
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 72
Các bước tắnh toán ựược thực hiện trên máy vi tắnh nhờ lập trình Pascal Kết quả tắnh toán ựược trình bày ở phụ lục 1, 2.
Sau khi ựã loại bỏ các hệ số hồi quy không có nghĩa ta xác ựịnh ựược mô hình toán của các hàm Y1 và Y2 với các hệ số hồi quy có nghĩa ựược thể hiện trong bảng 5.8.
Bảng 5.8. Các hệ số hồi quy có nghĩa của các hàm Y1 và Y2
Các hệ số hồi qui Y1 Y2 b0 87.1631938 7.4219446 b 1 3.9248035 -0.4766702 b 2 -2.8152586 -0.5682603 b 3 3.1793639 -0.4357001 b12 - - b13 - - b23 - - b 11 -1.3580350 0.2281246 b 22 -1.0081033 0.1609660 b 33 -1.565592 0.2157533
Mô hình toán biểu diễn hàm khối lượng thể tắch γ, năng lương riêng Nr, ựược biểu diễn bằng các phương trình hồi quy sau:
Y1 = 87.1631938 + 3.9248035x1 Ờ 2.8152586x2 + 3.1793639x3 + -1.3580350x21 -1.0081033x22 -1.565592x23 (5.1)
Y2 = 7.4219476 Ờ 0.4766702x1 Ờ 0.5682603x2 Ờ 0.4357001x3 + 0.2281246x21 + 0.1609660x22 + 0.2157533x23 (5.2)
- Kiểm tra tắnh thắch ứng của mô hình toán theo tiêu chuẩn Fisher. Kết quả tắnh toán kiểm tra theo tiêu chuẩn Fisher ựược ghi trong bảng 5.9. Các giá trị tắnh toán F của các hàm Yj ựều nhỏ hơn giá trị tra bảng Fb. Vì vậy, các mô hình toán trên ựều ựảm bảo tắnh thắch ứng.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 73
Bảng 5.9. Kiểm tra tắnh thắch ứng của mô hình toán
Yj Y1 Y2
Tắnh toán 2,07 1,60
Tra bảng 3,70 3,70
Kết luận Thắch ứng Thắch ứng
- Xác ựịnh các giá trị tối ưu các hàm Yj bằng cách lấy ựạo hàm riêng ựối với mỗi yếu tố vào và cho ựạo hàm ựó bằng 0, ta ựược một hệ phương trình tuyến tắnh. Giải hệ phương trình này ta ựược giá trị tối ưu của các yếu tố vào xi(i =1-3) Thay các giá trị này vào các hàm Y1 và Y2 ta ựược giá trị tối ưu của thông số rạ Giải mã theo công thức 2.1, ta ựược giá trị thực của mỗi yếu tố xi. Kết quả tắnh toán ựược ghi trong bảng 5.10.
Bảng 5.10. Giá trị tối ưu của các yếu tố vào xi và các hàm Y1 và Y2
Y1 Y2 Các yếu tố vào: - Giá trị mã hoá: x1 1.44503035 1.04475845 x 2 -1.39631447 1.76515621 x 3 1.37449249 1.00971835 - Giá trị thực: h(cm) 77.22515173 75.22379224 W (%) 10.60368553 13.76515621 M(kg) 11.37449249 11.00971835 Các thông số ra: Y1max= 94.15 Y2min= 6.45
- Chuyển phương trình hồi quy từ dạng mã sang dạng thực dựa theo công thức (2.1), trong ựó mức cơ sở của các yếu tố là: x1 = 60cm, x2= 12% và x3
=10kg, khoảng biến thiên của các yếu tố là: ε1 = 5cm, ε2 = 1% và ε3 = 1kg. Các hệ số hồi qui dạng thực ựược trình bày trong bảng 5.11
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 74 Bảng 5.11. Các hệ số hồi quy dạng thực YJ Y1 Y2 C0 -492.79224966 114.73830769 C1 8.38995663 -1.37283182 C2 21.37922173 -4.43144444 C3 26.31054773 -4.75076576 C12 - - C13 - - C23 - - C11 -0.05432140 0.00912498 C22 -1.00810335 0.16096601 C33 -1.15655919 0.21575328
Phương trình hồi quy dạng thực của các hàm khối lượng thể tắch γ, hàm
năng lượng riếng Nr, ựược biểu diễn bằng các phương trình sau:
γ = Ờ 492.79224966 + 8.38995663h + 21.37922173W+ 26.31054773M Ờ0.05432140h2Ờ 1.00810335W2 Ờ 1.15655919M2 (5.3)
Nr = 114.73830769 Ờ 1.37283182h Ờ 4.43144444W Ờ 4.75076576M + 0.00912498h2 + 0.16096601W2 + 0.21575328M2 (5.4)
- Kết quả nghiên cứu tối ưu tổng quát
đồng nhất các hàm Yj chuyển chúng sang dạng ựặc trưng là Ộhàm mong muốnỢ thành phần dj = f(Yj), dj là ựại lượng không số ựọ Các Ộhàm mong muốnỢ thành phần dj ựược thành lập theo công thức (2.31) và (2.33).
Căn cứ vào số liệu thắ nghiệm trong bảng 5.5, ta chọn các thông số tắnh toán hàm tối ưu tổng quát D theo các công thức (2.31ọ 2.33) như sau:
Hàm Y1 Y1min = 75,44kg/m3; Y10 = 95kg/m3 Hàm Y2 Y2max = 9,48kWh/tấn; Y20 = 6,0kWh/tấn
Sau khi ựã có hàm thành phần dj tương ứng với Yj ta lập hàm mong muốn tổng quát D theo công thức (2.33). Giá trị tắnh toán các hàm thành phần dj và
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 75
hàm tổng quát D ựược thể hiện phụ lục 3. Hàm tổng quát D ựược coi như một hàm hồi quy, ta ựi xác ựịnh mô hình toán, kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số hồi quy, kiểm tra tắnh thắch ứng của mô hình toán hàm D ựược xác ựịnh tương tự như khi xác ựịnh cho các hàm thành phần Yj Kết quả tắnh toán hàm tổng quát D thể hiện tại phụ lục 4. Mô hình hàm tối ưu tổng quát D có dạng như sau:
D = 0,8042957 + 0,0845422x1 + 0,0324607x2 + 0,0722601x3 Ờ 0,0408980x12 Ờ
0,0387784x22 Ờ 0,0336950x32 (5.5)
Sau khi xác ựịnh ựược mô hình toán của hàm D, ta cũng tiến hành giải tối ưu tương tự như với các hàm thành phần Yj . Kết quả giải tối ưu tổng quát ựã xác ựịnh ựược giá trị tối ưu của các yếu tố vàọ Thay giá trị tối ưu này vào các hàm thành phần Yj ta xác ựịnh ựược giá trị tối ưu tổng quát của các thông số. Kết quả giải bài toán tối ưu tổng quát theo phương pháp ẸC.Harrington ựược thể hiện ở phụ lục 5. Giá trị tối ưu tổng quát của các yếu tố vào và các thông số ra như sau:
Giá trị tối ưu tổng quát của yếu tố vào :
Giá trị mã hoá Giá trị thực x*1 = 1,0335733 h = 75,16cm x*2 = 0,4184512 W = 12,41% x*3 = 1,0722669 M = 11,07kg Giá trị tối ưu tổng quát của thông số ra :
γ = 90,49 (kg/m3) Nr = 6,97(kWh/tấn)
Các giá trị tối ưu trên là cơ sở ựể hoàn thiện quy trình công nghệ và hệ thống thiết bị sấỵ