II. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1 Nguyên lý của cơ cấu rải bột
3. Phƣơng pháp thí nghiệm
- Thay đổi bán kính rải bột thơng qua việc thay đổi khoảng cách giữa hai ổ bi cầu trên thanh truyền
Hình 2: Chia các khoảng thí nghiệm trên thanh truyền
- Chia các khoảng đều nhau 10 mm bắt đầu từ khoảng cách giữa hai ổ bi cầu là 70 mm trên thanh truyền
- Khảo sát sự thay đổi đường kính vịng bột rơi trên mâm nướng với sự thay đổi khoảng cách hai ổ bi cầu trên thanh truyền
- Các bước thí nghiệm
Bước 1: Cấp nhiệt cho các mâm bánh đạt đến nhiệt độ rán bánh (từ 150oC đến 160oC), thoa dầu trên các mâm
106
Hình 3: Cấp nhiệt và thoa dầu trên các mâm nƣớng
Bước 2: Điều chỉnh khoảng cách của 2 ổ bi trên thanh truyền theo các mức đã định sẵn
Bước 3: Rải bột trên cùng một mâm bánh, sau khi rải bột xong, lấy bánh ra và đo đường kính của bánh. Thực hiện đo 5 lần
Hình 4: Rải bột trên mâm và đo đƣờng kính vịng bột trên mâm nƣớng
Bước 4: Ghi nhận số liệu và tiến hành trở lại từ bước 2 với khoảng cách khác Bảng số liệu thu thập được sau q trình thí nghiệm
107 Khoảng cách (mm) Lần 1 (mm) Lần 2 (mm) Lần 3 (mm) Lần 4 (mm) Lần 5 (mm) Trung bình (mm) 70 201 200 201 199 199 200 80 156 158 157 156 158 157 90 126 125 126 126 127 126 100 112 111 112 113 112 112 110 100 99 101 99 101 100 120 78 78 77 79 78 78
Bảng 1: Kết quả thực nghiệm sự phụ thuộc đƣờng kính vịng bột trên mâm nƣớng với khoảng cách hai ổ bi cầu trên thanh truyền
Ứng dụng phần mềm Minitab để xử lý số liệu thực nghiệm
Bước 1: Nhập số liệu trên phần mềm Minitab, sử dụng số liệu trung bình
Hình 5: Bảng số liệu và kết quả biểu đồ đƣờng trên Minitab
Bước 2: Phân tích biểu đồ đường và tìm phương trình hồi quy
Biểu đồ đường cho thấy dạng biểu đồ có hai điểm uốn, dự đốn phương trình hồi quy là phương trình bậc 3 có dạng
Trong đó
x – Khoảng cách hai ổ bi cầu trên thanh truyền (mm) y – Đường kính bánh (mm)
a0, a1, a2, a3 – Các hệ số tương ứng với bậc của biến x
108
Ứng dụng phần mềm Minitab tìm phương trình hồi quy Kết quả từ phần mềm Minitab
Polynomial Regression Analysis: y versus x
The regression equation is
y = 1789 - 46.55 x + 0.4413 x**2 - 0.001435 x**3 S = 2.49205 R-Sq = 99.9% R-Sq(adj) = 99.7% Analysis of Variance Source DF SS MS F P Regression 3 9552.41 3184.14 512.72 0.002 Error 2 12.42 6.21 Total 5 9564.83
Sequential Analysis of Variance Source DF SS F P Linear 1 9028.93 67.39 0.001 Quadratic 1 390.01 8.02 0.066 Cubic 1 133.47 21.49 0.044
Hình 6: Phƣơng trình hồi quy và biểu đồ thặng dƣ
Kết luận:
Với mức tin cậy α = 95%, phương trình hồi quy sự phụ thuộc của đường kính vịng bột trên mâm nướng (y) vào khoảng cách hai ổ bi cầu trên thanh truyền (x)
109
Phương trình hồi quy có độ chính xác R-Sq (adj) = 99,7% với độ tin cậy α = 95% Mức ảnh hưởng của từng bậc biến đến phương trình
Bậc 1 – x – 99,9% Bậc 2 – x2 – 93,4% Bậc 3 – x3 – 95,6%
Phân tích biểu đồ thặng dư (Residual Plots)
Biểu đồ xác suất phân bố tự nhiên (Normal Probability), các điểm thặng dư tập trung gần một đường thẳng, điều này cho thấy số liệu từ thí nghiệm được lấy một cách ngẫu nhiên và khơng có biến động bất thường trong thí nghiệm.
Biểu đồ sắp xếp theo thứ tự thí nghiệm (Versus Order) cho thấy các điểm thặng dư phân bố trên cả 2 phía của đường thẳng và tương đối đều cả 2 bên, điều này cho thấy thứ tự thí nghiệm khơng ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
Biểu đồ tần số xuất hiện (Histogram) cho thấy một độ lệch nhẹ về bên trái, tuy nhiên khơng có bất thường lớn.
Từ bốn biểu đồ thặng dư có thể kết luận thí nghiệm trên được tiến hành cách ngẫu nhiên, khơng có biến động trong q trình thí nghiệm và khơng bị ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố ngoại cảnh. Các yếu tố ngoại cảnh này có thể kể đến như các yếu tố môi trường, thiết bị cũng như sai số khi đo.
Kiểm nghiệm phương trình bằng thực tế
Tiến hành lại các bước thí nghiệm với giá trị khoảng cách (x) được thay đổi thành 75, 85, ... để kiểm tra mức sai số của phương trình so với thực tế.
Khoảng cách (mm) Lần 1 (mm) Lần 2 (mm) Lần 3 (mm) Trung bình (mm) Giá trị tính tốn (mm) Sai số (%) 75 175 175 174 174,6 174,7 0,05 85 139 138 140 139 139,4 0,28 95 119 119 119 119 119,1 0,09 105 104 105 106 105 105,4 0,38 115 89 88 90 89 89,5 0,42
110