đến áp lực đất phun TT Góc lắp ráp đầu ra β2 (độ) Áp lực đất phun P (N) Lần 1 Lần 2 Lần 3 1 90 12 13,8 11,5 2 95 14 15,2 14,5 3 100 18 19 18,5 4 105 16 15 15,9 5 110 14 15,3 14
Sử dụng phần mềm và chương trình xử lý số liệu qui hoạch thực nghiệm nhận được kết quả sau:
- Mơ hình hồi qui: P = -377,858 + 7,797β2 -0,038 β22 (4.22) Giá trị tính tốn tiêu chuẩn Kokhren theo (4.12): Gtt = 0,49,
Giá trị tính tốn tiêu chuẩn Fisher theo (4.15): Ftt = 3,53.
- Tương tự như phần trên kiểm tra tính đồng nhất của phương sai Gtt=0,49 < Gb =0,665. Phương sai của thí nghiệm coi là đồng nhất. Kiểm tra tính tương thích của mơ hình Ftt < Fb = 4,102 mơ hình (4.22) coi là tương thích.
Từ kết quả hàm hồi qui (4.22) xây dựng được đồ thị ảnh hưởng của góc lắp ráp đầu ra đến áp lực đất phun (hình 4.19).
4.5.3.7. Ảnh hưởng của số lượng cánh quạt gió z đến khối lượng đất phun
Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu được ghi ở bảng 4.9.
Bảng 4.9: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của số lượng cánh của quạt gió đến khối lượng đất phun
TT Số lượng cánh của quạt
gió Z
Khối lượng đất phun Q (kg/phút)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 1 14 1,34 1,41 1,39 2 16 1,79 1,81 1,89 3 18 2.11 2,05 2,14 4 20 1,97 1,91 1,89 5 22 1,72 1,79 1,81
Sử dụng các phần mềm, chương trình xử lý số liệu qui hoạch thực nghiệm nhận được kết quả sau:
- Mơ hình hồi qui: Q= -8,283+ 1,103Z -0,029Z2 (4.23) Giá trị tính tốn theo tiêu chuẩn Kokhren: Gtt = 0,275.
Giá trị tính tốn tiêu chuẩn Fisher: Ftt = 2,974.
- Thực hiện các biện pháp kiểm tra: tương tự như ở phần trên Gtt = 0,275
nhỏ hơn giá trị tra bảng Gb = 0,66; Ftt = 2,974 < Fb =4,102 , phương sai của các thí nghiệm đồng nhất, mơ hình (4.23) coi là tương thích.
Từ kết quả hàm tương quan (4.23), xây dựng được đồ thị ảnh hưởng của số lượng cách đến hàm mục tiêu (hình 4.20).
4.5.3.8. Ảnh hưởng của số lượng cánh của quạt gió đến áp lực đất phun
Kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu được ghi ở bảng 4.10.
Bảng 4.10: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của số lượng cánh Z của quạt gió đến áp lực phun
TT Số lượng cánh của quạt
gió Z Áp lực đất phun P (N) Lần 1 Lần 2 Lần 3 1 14 11 11,4 12 2 16 15,2 15,9 15,6 3 18 19,9 19,1 19,4 4 20 18,3 18,7 18,8 5 22 17,1 17,8 17,4
Sử dụng các phần mềm, chương trình xử lý số liệu qui hoạch thực nghiệm nhận được kết quả sau:
- Mơ hình hồi qui: P= -83,299+ 10,584Z -0,273Z2 (4.24) Giá trị tính tốn theo tiêu chuẩn Kokhren: Gtt = 0,34.
Giá trị tính tốn tiêu chuẩn fisher: Ftt = 3,977.
- Thực hiện các biện pháp kiểm tra: Tương tự như kiểm tra ở phần trên ta có Gtt < Gb =0,6638 ; Ftt < Fb = 4,102 , mơ hình (4.24) tương thích, phương sai của thí nghiệm đồng nhất.
Từ kết quả hàm tương quan (4.24) ta xây dựng được đồ thị ảnh hưởng của số lượng cánh quạt đến hàm áp lực đất phun (hình 4.21).
Kết luận: Từ kết quả thực nghiệm đơn yếu tố nhận được ở trên có một số
kết luận sau:
- Ảnh hưởng của các tham số D; L; β2, Z đến các chỉ tiêu là rõ nét.
- Từ các hàm hồi qui và các đồ thị nhận được cho thấy tương quan hàm số giữa các tham số ảnh hưởng với các chỉ tiêu dạng phi tuyến.
- Từ kết quả thu được ở trên là căn cứ để chọn miền biến thiên của các tham số ảnh hưởng trong thí nghiệm đa yếu tố.
4.5.4. Kết quả thực nghiệm đa yếu tố
Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố cho chúng ta thấy ảnh hưởng của từng tham số vào hàm mục tiêu chủ yếu là phi tuyến, luận án không tiến hành qui hoạch thực nghiệm bậc nhất mà thực hiện qui hoạch thực nghiệm bậc hai, các bước thực nghiệm đa yếu tố được tiến hành như sau:
4.5.4.1. Chọn vùng nghiên cứu và các giá trị biến thiên của thông số đầu vào
Từ kết quả thực nghiệm đơn yếu tố, chúng tôi chọn miền biến thiên của thông số đầu vào như sau:
- Đối với đường kính đĩa thép D: Từ phương trình hồi qui (4.17), (4.18) và đồ thị hình 4.14; 4.15 nhận thấy đường kính tăng từ 10cm-16cm thì khối lượng đất phun tăng, khi tăng lên 18cm thì khối lượng đất phun giảm. khi đường kính tăng từ 10cm đến 14cm thì áp lực giảm đi, khi đường kính tăng từ 14cm đến 18cm thì áp lực đất phun tăng lên. Từ kết quả nghiên cứu thu được luận án chọn khoảng biến thiên của đường kính đĩa thép là: 12cm đến 18cm.
- Đối với chiều dài dao cắt L: Từ phương trình hồi qui (4.19), (4.20) và đồ thị hình 4.16; 4.17 nhận thấy chiều dài dao cắt tăng từ 4cm-6cm thì khối lượng đất phun tăng, khi tăng lên 8cm thì khối lượng đất phun giảm. Khi chiều dài dao tăng từ 4cm đến 6cm thì áp lực tăng, khi chiều dài dao tăng từ 6cm đến 8cm thì áp lực đất phun giảm. Từ kết quả nghiên cứu thu được luận án chọn khoảng biến thiên của chiều dài dao cắt là: 4cm đến 8cm.
- Đối với góc lắp đầu ra của quạt gió cao áp β2 : Từ phương trình hồi qui (4.21), (4.22) và đồ thị hình 4.18; 4.19 nhận thấy khi góc lắp đầu ra β2 tăng từ 90-100 độ thì khối lượng đất phun và áp lực đất phun tăng, khi tăng lên 110 độ thì khối lượng đất phun và áp lực đất phun giảm. Từ kết quả nghiên cứu thu được luận án chọn khoảng biến thiên của góc lắp ráp đầu ra của quạt gió là 95-105 độ.
- Đối với số lượng cánh của quạt gió Z: Tương tự như trên, từ phương trình hồi qui (4.23),; (4.24) và đồ thị hình 4.20; 4.21, thấy khi số lượng cánh tăng từ 14 -18, thì khối lượng đất phun và áp lực đất phun tăng lên, khi số lượng cánh tăng từ 18-22 thì khối lượng đất phun và áp lực đất phun giảm đi. Từ kết quả thu được luận án chọn khoảng biến thiên của số lượng cánh của quạt gió cao áp là 16- 20 cánh.
Mức thí nghiệm và giá trị mã hố của thơng số đầu vào ghi vào ở bảng 4.11.
Bảng 4.11. Mức thí nghiệm của các thơng số đầu vào
Các mức Giá trị mã Các thông số vào X1 D( cm) X2 L ( cm) X3 β2( độ) X4 Z Mức trên 1 18 8 105 20 Mức cơ sở 0 15 6 100 18 Mức dưới -1 12 4 95 16
Khoảng biến thiên 1 3 2 5 2
4.5.4.2. Xây dựng ma trận thực nghiệm
Theo [13], chúng tôi đã chọn ma trận thực nghiệm theo kế hoạch Boks - Benken trong miền siêu cầu với bốn thông số đầu vào và được trình bày ở bảng 4.12.
Bảng 4.12. Ma trận thí nghiệm theo kế hoạch Boks - BenkenTT X1 X2 X3 X4 TT X1 X2 X3 X4 TT X1 X2 X3 X4 TT X1 X2 X3 X4 1 -1 -1 0 0 15 -1 0 0 +1 2 +1 -1 0 0 16 +1 0 0 +1 3 -1 +1 0 0 17 0 -1 0 -1 4 +1 +1 0 0 18 0 +1 0 -1 5 -1 0 -1 0 19 0 -1 0 +1 6 +1 0 -1 0 20 0 +1 0 +1 7 -1 0 +1 0 21 0 0 -1 -1 8 1 0 +1 0 22 0 0 +1 -1 9 0 -1 -1 0 23 0 0 -1 +1 10 0 +1 -1 0 24 0 0 +1 +1 11 0 -1 +1 0 25 0 0 0 0 12 0 +1 +1 0 26 0 0 0 0 13 -1 0 0 -1 27 0 0 0 0 14 +1 0 0 -1
4.5.4.3. Kết quả thí nghiệm đa yếu tố
a) Tiến hành thí nghiệm thăm dị
Để kiểm tra các kết quả đo được có tuân theo qui luật phân bố chuẩn hay không cũng như để xác định số lần lặp lại tối thiểu cho mỗi thí nghiệm, luận án tiến hành 50 thí nghiệm thăm ở mức cơ sở (0; 0; 0), thay kết quả thí nghiệm vào các cơng thức, xác định được chỉ tiêu Person χ2
tt = 14,836, so sánh χ2tt với tiêu chuẩn Person tra bảng χ2 = 21 nhận thấy χ2 < χ2 các số đo của thí nghiệm tuân theo giả thuyết luật phân bố chuẩn tính số lần lặp lại cho mỗi thí nghiệm theo công thức (4.10), xác định được m =2,92 lấy m =3.
b) Kết quả thí nghiệm theo ma trận đã lập
Kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng 4.13.
b t
Bảng 4.13: Kết quả ảnh hưởng của các tham số đến hàmkhối lượng đất phun khối lượng đất phun
Số
TN D L β2 Z
Khối lượng đất phun Q (kg/phút)
lần 1 lần2 lần3 1 12 4 100 18 1,58 1,61 1,54 2 18 4 100 18 1,69 1,72 1,63 3 12 8 100 18 1,72 1,81 1,78 4 18 8 100 18 1,73 1,81 1,78 5 12 6 95 18 1,71 1,68 1,63 6 18 6 95 18 1,71 1,63 1,69 7 12 6 105 18 1,74 1,61 1,67 8 18 6 105 18 1,76 1,71 1,81 9 14 4 95 18 1,72 1,77 1,82 10 14 8 95 18 1,71 1,82 1,78 11 14 4 105 18 1,91 1,86 1,82 12 14 8 105 18 1,93 1,89 1,95 13 12 6 100 16 1,85 1,91 1,81 14 18 6 100 16 1,78 1,71 1,74 15 12 6 100 20 1,59 1,62 1,55 16 18 6 100 20 1,68 1,72 1,62 17 14 4 100 16 1,63 1,72 1,69 18 14 8 100 16 1,81 1,75 1,71 19 14 4 100 20 1,76 1,83 1,72 20 14 8 100 20 1,79 1,82 1,84 21 14 6 95 16 1,71 1,81 1,71 22 14 6 105 16 1,71 1,77 1,77 23 14 6 95 20 1,81 1,91 1,86 24 14 6 105 20 1,85 1,82 1,89 25 14 6 100 18 1,96 1,99 2,02 26 14 6 100 18 2,22 2,28 2,16 27 14 6 100 18 2,14 2,19 2,21
Bảng 4.14: Kết quả ảnh hưởng của các tham số đến hàmáp lực phun áp lực phun Số TN D L β2 Z Áp lực đất phun (N) Lần 1 Lần2 Lần3 1 12 4 100 18 17,8 17,1 17,3 2 18 4 100 18 18,4 18,9 18,1 3 12 8 100 18 17,5 17,1 17,8 4 18 8 100 18 16,1 16,8 16,4 5 12 6 95 18 17,2 17,7 17,5 6 18 6 95 18 16,7 16,2 16,8 7 12 6 105 18 18,1 18,6 18,2 8 18 6 105 18 15,9 15,3 15,6 9 14 4 95 18 15,7 15,2 15,8 10 14 8 95 18 17,7 17,3 17,9 11 14 4 105 18 18,6 18,8 18,2 12 14 8 105 18 18,1 18,9 18,5 13 12 6 100 16 16,8 16,7 16,3 14 18 6 100 16 16,3 16,8 16,2 15 12 6 100 20 18,1 18,4 18,7 16 18 6 100 20 17,8 17,2 17,4 17 14 4 100 16 16.9 16.3 16.2 18 14 8 100 16 16,2 16,9 16,7 19 14 4 100 20 18,4 18,9 18,6 20 14 8 100 20 18,5 18,8 18,2 21 14 6 95 16 15,7 15,3 15,9 22 14 6 105 16 17,1 17,5 17,7 23 14 6 95 20 18,8 18,4 18,1 24 14 6 105 20 17,7 17,3 17,9 25 14 6 100 18 18,3 18,7 18,9 26 14 6 100 18 19.4 19.8 19.9 27 14 6 100 18 18,9 18,5 18,3
c) Ảnh hưởng của các tham số đến hàm khối lượng đất phun
Sử dụng phần mềm và chương trình xử lý số liệu thực nghiệm, sau khi tính tốn được các kết quả sau:
- Mơ hình hồi qui dạng thực:
Q = -77.50431 + 0.824404D + 0.435675 L + 1.152349β + 1.569497Z - 0.002198DL + 0.001092 Dβ + 0.003233 DZ + 0.0015 Lβ -0.001875 LZ - 0.000333βZ-0.032459D2-0.041736L2-0.005828β2-0.043611Z2 (4.25)
- Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai:
Giá trị chuẩn Kokhren tính theo cơng thức (4.12) Gtt = 0.13, với m = 27; n-1 = 2; α =0,05, tra bảng VIII [13], ta được tiêu chuẩn Kokhren : Gb = 0,21 So sánh với giá trị tính toán ta được Gtt = 0.072 < Gb = 0,264, phương sai của thí nghiệm là đồng nhất.
- Kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số mơ hình tốn:
Theo tiêu chuẩn Student, các hệ số trong mơ hình có ảnh hưởng đáng kể đến đại lượng nghiên cứu khi thoả mãn điều kiện:
tij ≥ tb ij = [ 0,4 ] (4.26)
Ở đây: tb - hệ số tra bảng theo bậc tự do và độ tin cậy của thí nghiệm. tij - hệ số tính ứng với hệ số bij của mơ hình hồi qui, giá trị tính tốn tiêu chuẩn Student cho các hệ số như sau:
t00 = 34,7; t10 = -8,67; t11 = - 3,53; t20 = 4,22; t21 = - 1,13; t22 = 2,00; t30 = 0,70; t31 = - 1,18; t32 = 0,04; t33 = 0,55; t40 = 0,79; t41 = 1,46; t42
= 0,85; t43 = - 1,41; t44 = 1,946;
Giá trị tiêu chuẩn Student tra bảng (tb) được tra ở bảng 9 tài liệu [24], với mức độ tin cậy của thí nghiệm 0,95, ta tìm được tb =0,68. So với giá trị tính tốn ta thấy hệ số b10; b11; b2.1; b3.1; b3.2; b3.3 ;b4.0; b4.1; b4.2 b4.3; không thoả mãn tiêu chuẩn Student (4.27) nhưng theo [13], khơng bỏ hệ số nào để nhằm mục đích tìm giá trị tối ưu ở phần sau.
- Kiểm tra tính tương thích của mơ hình:
Giá trị tiêu chuẩn Fisher tính theo cơng thức (4.15): Ftt = 5,5, giá trị tiêu chuẩn Fisher tra bảng 3 tài liệu [13], với bậc tư do γ1 = 12; γ2 = 54; α =0,05
tìm đựơc Fb = 1, 936 , so sánh với giá trị tính tốn Ftt < Fb, mơ hình (4.25) coi là tương thích.
-Kiểm tra khả năng làm việc của mơ hình: Hệ số đơn định (R2) được xác định theo cơng thức (4.16), sau khi tính tốn được R2 = 0,827, mơ hình coi là hữu ích trong sử dụng.
d) Ảnh hưởng của các tham số đến hàm áp lực phun
Sử dụng phần mềm và chương trình xử lý số liệu thực nghiệm. Sau khi tính tốn được các kết quả sau:
- Mơ hình hồi qui dạng thực:
P = -629.052443 + 7.556757D + 8.538937L + 8.667088 β + 14.106034Z - 0.108046DL - 0.034138Dβ -0.034626DZ- 0.053333Lβ - 0.010417LZ -
0.066667βZ - 0.099942D2- 0.122222L2 - 0.032889β2-0.179514Z2 (4.28)
- Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai:
Giá trị chuẩn Kokhren tính theo cơng thức (4.12) Gtt =0,08, với m = 27; n-1 = 2; α =0,05, tra bảng VIII [13], ta được tiêu chuẩn Kokhren : Gb = 0,276. So sánh với giá trị tính tốn ta được Gtt = 0.093 < Gb = 0,21, phương sai của thí nghiệm là đồng nhất.
- Kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số mơ hình tốn:
Theo tiêu chuẩn Student, các hệ số trong mơ hình có ảnh hưởng đáng kể đến đại lượng nghiên cứu khi thoả mãn điều kiện:
tij ≥ tb ij = [ 0,4 ]
tij - hệ số tính ứng với hệ số bij của mơ hình hồi qui, giá trị tính tốn tiêu chuẩn Student cho các hệ số như sau:
t30 = 7,23; t31 = 0,79; t32 = 0,66; t33 = -0,64; t40 = 5,45; t41 = 0,88; t42 = 0,33; t43 = - 0,14; t44 = -0,08;
Giá trị tiêu chuẩn Student tra bảng (tb) được tra ở bảng 9 tài liệu [24], với mức độ tin cậy của thí nghiệm 0,95, ta tìm được tb =1,68. So với giá trị tính tốn ta thấy hệ số b00; b11; b2.1; b2.1; b3.3 ;b4.3; b4.4; ; không thoả mãn tiêu chuẩn Student (4.27) nhưng theo [13], không bỏ hệ số nào để nhằm mục đích tìm giá trị tối ưu ở phần sau.
- Kiểm tra tính tương thích của mơ hình:
Giá trị tiêu chuẩn Fisher tính theo cơng thức (4.15): Ftt = 1,47, giá trị tiêu
chuẩn Fisher tra bảng 3 tài liệu [13], với bậc tự do γ1 = 12; γ2 = 54; α =0,05 tìm đựơc Fb = 1,936, so sánh với giá trị tính tốn Ftt < Fb, mơ hình (4.28) coi là tương thích.
-Kiểm tra khả năng làm việc của mơ hình: Hệ số đơn định (R2) được xác định theo cơng thức (4.16), sau khi tính tốn được R2 = 0,847, mơ hình coi là hữu ích trong sử dụng.
4.6. Xác định giá trị tối ưu của tham số ảnh hưởng