|
88 Для составления матрицы планирования эксперимента необходимо установить количество опытов (число строк в матрице эксперимента). При центральном композиционном планировании общее число точек плана при количестве факторов к =3 определяется по формуле: N = 2к +2к + п0, (3.2) где 2* ядро плана; 2к звездные точки; п0— число точек в центре эксперимента. После подстановки выбранных значений ядра плана, звездных точек и нулевых точек в выражение (3.2) получим, что N = 16. Перед реализацией плана эксперимента на объекте, опыты, предусмотренные в плане матрицы эксперимента, следует рандомизировать, то есть проводить в случайной последовательности. Порядок проведения опытов в случайной последовательности рекомендуется выбирать по таблице равномерного распределения случайных чисел. Исследование радиуса факела распыла центробежного распылителя с цилиндрическим вкладышем проводилось при варьировании указанных факторов, приведенных в табл. 3.1. Для установления и поддержания заданных значений давления воды в гидроаккумуляторе и перед распылителем использовались образцовые манометры с пределом измерений 1,0 МПа. Радиус факела распыла (расстояние от сопла распылителя до крайних капель) замерялся рулеткой с ценой деления 1 см. Опыты проводились в безветрие, в 3-х кратной повторности [8, 31, 45, 59, 97]. В качестве математической модели функции отклика выбираем полином второго порядка вида: у = ь.+2>,ЛГ, +-*Гь,Х,(3.3) «=1 «-1у>1 /=1 где Ь(}, Ь;,Ьу, Ьц~ коэффициенты полинома; X;, Хг значения факторов, приведенные в кодированном виде. |
69 трубкой для подачи воздуха. Включается компрессор 5, который нагнетает воздух по пневмошлангу 11 и трубке 16 в емкость гидроаккумулятора. По мере подачи воздуха, давление в гидроаккумуляторе 4 повышается. При достижении определенного давления открываются вентиля 10 и вода под давлением подается через гидравлический шланг 12 к распылителю, который осуществляет процесс распиливания жидкости. На основании проведенных теоретических исследований установлено, что определяющей характеристикой процесса распиливания жидкости распылителями является радиус факела распыла. С учетом этого, указанный радиус принят нами в качестве критерия оптимизации. Анализ показал, что наибольшее влияние на радиус факела распыла оказывают давление воды, диаметр сопла и угол наклона распылителя (табл. 3.1). Таблица 3.1 Факторы и уровни их варьирования Факторы Давление воды, МПа X, Диаметр сопла, мм х2 Угол наклона распылителя, град. Х3 Кодированное значение фактора (безразмерное) -1 0 +1 -1 0 +1 -1 0 + 1 Значение фактора 0,3 0,4 0,5 1 2 3 10 30 50 Для составления матрицы планирования эксперимента необходимо установить количество опытов (число строк в матрице эксперимента). При центральном композиционном планировании общее число точек плана при количестве факторов к= 3 определяется по формуле [8, 53, 96, 103,104,164]: N = 2к + 2к + п0, (3.1) где 2к ядро плана; 2к звездные точки; п0число точек в центре эксперимента. 70 После подстановки выбранных значений ядра плана, звездных точек и нулевых точек в выражение (3.1) получим, что N = \6. Перед реализацией плана эксперимента на объекте, опыты, предусмотренные в плане матрицы эксперимента, следует рандомизировать, то есть проводить в случайной последовательности. Порядок проведения опытов в случайной последовательности рекомендуется выбирать по таблице равномерного распределения случайных чисел. Исследование радиуса факела распыла центробежного распылителя с цилиндрическим вкладышем проводилось при варьировании указанных факторов, приведенных в табл. 3.1. Для установления и поддержания заданных значений давления воды в гидроаккумуляторе и перед распылителем использовались образцовые манометры с пределом измерений 1,0 МПа. Радиус факела распыла (расстояние от сопла распылителя до крайних капель) замерялся рулеткой с ценой деления 1 см. Опыты проводились в безветрие, в 3-х кратной повторности [112, 113]. В качестве математической модели функции отклика выбираем полином второго порядка вида: где Ьо, Ь;,Ьф Ьцкоэффициенты полинома; Х{,ХГ значения факторов, приведенные в кодированном виде. Для трехфакторного эксперимента уравнение регрессии приобретает вид: Коэффициенты регрессии рассчитываются по формулам, удобным при обработке результатов экспериментальных исследований на вычислительных машинах: к к~1 к к (3.2) У = Ь0 ^ЬуХ, + Ь2Х2 + ЬуХз + Ь]2Х)Х2 +Ь„хух, + +ьпх2х3+ьпх1 + ьп х 2 2+ь„х з (3.3) (3-4) Ь, =а,ХХЛ„1Х; (3.5) |