試驗研究方法

1、復(fù)習(xí)思考題概 述1試述工藝試驗研究按規(guī)?？梢苑譃槟膸最悾扛饔泻翁攸c(diǎn)與聯(lián)系？答：試驗研究按試驗的規(guī)模分為三類：實驗室試驗 、半工業(yè)性試驗、 工業(yè)性試驗。2研究性試驗的主要作用是什么？研究性試驗包括那幾個步驟？答：通過實際試驗，了解特定過程的影響因素和結(jié)果。研究性試驗主要作用在于，通過實際試驗，了解特定過程的影響因素和結(jié)果。研究性試驗通常包括三個步驟：（1）探索性試驗研究是在廣泛的范圍內(nèi)，通過試驗，了解有哪些因素會對過程產(chǎn)生實際的影響，以及相關(guān)參數(shù)的大致范圍。（2）優(yōu)化試驗研究是在探索性試驗或經(jīng)驗參數(shù)的基礎(chǔ)上， 通過一系列試驗，尋找各參數(shù)（影響因素）的最佳值或其影響作用的顯著性。（3）結(jié)果驗證試驗

2、研究是在理論分析和優(yōu)化試驗基礎(chǔ)上，通過試驗來驗證理論分析與優(yōu)化試驗結(jié)果的正確性和重現(xiàn)性。例，重介質(zhì)分選過程影響因素研究；煤泥浮選藥劑優(yōu)化試驗研究等。第一章 試驗設(shè)計1. 試驗過程的影響因素有哪幾種？答：可控因素、標(biāo)示因素、區(qū)組因素、誤差因素。2. 試述分割試驗設(shè)計的特點(diǎn)。答：（1）突出主要因素，提高試驗精度。（2）方便試驗，節(jié)省試驗費(fèi)用。（3）數(shù)據(jù)不獨(dú)立。注：下面四個題的舉例說明，書上例題內(nèi)容過多或者不好總結(jié)，故沒有寫。自己可以看書小結(jié)一下，帶來不便，請見諒3舉例說明如何進(jìn)行多因素逐項試驗設(shè)計？ 答：多因素逐項試驗設(shè)計有很多叫法，如一次一因素法、多次單因素法。具體表述為：在多因素試驗中，先將多

3、因素中的其他因素設(shè)定于特定水平上，然后就某一因素進(jìn)行不同水平的條件試驗，并找出該因素的最優(yōu)水平；這樣，再依次找出其他每個因素的最優(yōu)水平。各因素最優(yōu)水平組合在一起就是最優(yōu)試驗條件。4什么是黃金分割試驗設(shè)計？舉例說明。答：黃金分割試驗設(shè)計就是在預(yù)定試驗范圍內(nèi)采用0.618黃金分割原理安排新試驗點(diǎn)，直到找到最佳試驗結(jié)果為止，因而又稱0.618試驗設(shè)計。黃金分割就是在特定范圍內(nèi)尋求黃金分割點(diǎn)（k）及其對稱點(diǎn)（1-k）。在0-1的試驗范圍內(nèi)，黃金分割點(diǎn)（k）為0.618，其對稱點(diǎn)（1-k）為0.382。5. 什么是正交試驗設(shè)計？正交試驗設(shè)計的特點(diǎn)？如何進(jìn)行正交試驗設(shè)計？舉例說明。 答：正交試驗設(shè)計就是利

4、用正交表安排多因素試驗。正交試驗設(shè)計的特點(diǎn)：（1）全面試驗特征。它源于試驗點(diǎn)“均衡分散”的特點(diǎn)。即通過試驗點(diǎn)均衡分布在整個試驗區(qū)域內(nèi)，形成較強(qiáng)的代表性。（2）整齊可比特征。它源于試驗點(diǎn)“整齊可比”特點(diǎn)。由于各因素出現(xiàn)的水平次數(shù)相等，可據(jù)此進(jìn)行各列因素的直接對比。（3）試驗工作量比析因試驗大大減少，使多因素全面試驗成為可能。正交試驗設(shè)計的步驟：（1）明確試驗?zāi)康?，確定相應(yīng)的考查指標(biāo)。（2）確定試驗因素、水平以及交互作用，列因素水平表。（3）選取正交表。（4）表頭設(shè)計。（5）試驗實施。（6）試驗數(shù)據(jù)分析。6. 如何進(jìn)行均勻試驗設(shè)計？舉例說明。答：均勻試驗設(shè)計有兩個關(guān)鍵步驟，一是選擇均勻設(shè)計表，二是

5、正確運(yùn)用均勻設(shè)計表。兩種選表的具體情況如下：（1）已知試驗因素與水平的均勻試驗設(shè)計。選擇均勻設(shè)計表的原則是：均勻設(shè)計表的水平數(shù)應(yīng)大于或等于試驗的水平數(shù)。（2）已知試驗因素數(shù)的均勻試驗設(shè)計。這時所選均勻設(shè)計表的試驗次數(shù)（或水平）必須滿足建立回歸方程所要求的試驗次數(shù)。7. 什么是序慣試驗法？消去法與登山法有何區(qū)別？將全部試驗分批進(jìn)行，根據(jù)前批試驗的結(jié)果再決定下批試驗的研究方向、試驗范圍和試驗精度，并安排進(jìn)行下一批試驗，直到找到最優(yōu)試驗條件。1）消去法：在預(yù)先確定的試驗范圍內(nèi)，通過試驗找出不包含最佳點(diǎn)的區(qū)域并消去，逐步縮小最佳點(diǎn)可能出現(xiàn)的范圍，直到達(dá)到要求的試驗精度。 消去法方法原理：將多個試點(diǎn)分批

6、試驗，在好點(diǎn)附近縮小范圍再進(jìn)行試驗。也就是逐步消去與試驗?zāi)繕?biāo)不相符的部分，直到最終滿足試驗精度要求。 登山法：從小范圍探索開始，然后根據(jù)已獲得的信息，逐步向指標(biāo)更優(yōu)的方向安排試驗，直到不能再改進(jìn)為止。 登山試驗設(shè)計的方法原理：以估計的最優(yōu)值為起點(diǎn)，對所研究的因素的水平作小幅度上下變動，若發(fā)現(xiàn)某個方向可以使試驗指標(biāo)有所改善，則沿該方向繼續(xù)變動試驗因素的水平，直到指標(biāo)不再改善為止。如果最后一步使指標(biāo)開始下降（變差），則應(yīng)縮回半步再試驗一次，以便最后確定最佳點(diǎn)的位置。第二章 1試驗誤差是如何進(jìn)行分類的？解釋各種誤差的含義？試驗誤差按照其產(chǎn)生的原因和性質(zhì)可以分為：系統(tǒng)誤差 、 隨機(jī)誤差 、 粗大誤差（

7、過失誤差）。系統(tǒng)誤差是指在一定的試驗條件下，由某個或某些因素按照某一確定的規(guī)律起作用而形成的誤差。隨機(jī)誤差是指進(jìn)行多次等精度的重復(fù)試驗中，得到一系列不同的試驗值，每個試驗值都含有誤差，這些誤差具有不確定性，但總體符合隨機(jī)統(tǒng)計規(guī)律。粗大誤差是一種顯然與事實不符的誤差，沒有一定的規(guī)律。2什么是統(tǒng)計檢驗？對試驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計檢驗的目的是什么？ 統(tǒng)計檢驗就是利用數(shù)理統(tǒng)計方法對待考察特征指標(biāo)的量值及其離散性進(jìn)行估計，并在一定的意義前提下，對數(shù)據(jù)間存在差異的屬性進(jìn)行識別，從而對試驗或檢測結(jié)果做出確切結(jié)論的過程。 統(tǒng)計檢驗的目的：為了剔除壞值，并區(qū)分隨機(jī)誤差和條件誤(變)差3.在相同的浮選條件下（捕收劑用量相

8、同，其它浮選條件相同），采用A、B兩種捕收劑，獲得以下浮選精煤結(jié)果： 不同捕收劑時浮選精煤產(chǎn)率結(jié)果一覽表（單位：%）試驗12345678910捕收劑A70717469666876707271捕收劑B75737969727377747374要求：(1)試檢驗試驗是否存在過失誤差(要求可靠性95%以上)；(2)試采用t檢驗法，判斷捕收劑種類對浮選效果影響的顯著性。 , 4.在相同的浮選條件下（捕收劑用量相同，其它浮選條件相同），采用A、B兩種捕收劑，獲得以下試驗結(jié)果：試驗號12345平均捕收劑A707174696670.0捕收劑B757379697273.6(1) 試檢驗試驗過失誤差(要求可靠性9

9、5%以上)；(2) 試采用F檢驗法，確定捕收劑種類的改變對浮選效果影響的顯著性。F0.05(1，8)=5.32，F(xiàn)0.05(2，10)=4.10第三章 方差分析1. 試驗數(shù)據(jù)的分析方法有那些？常用的試驗數(shù)據(jù)分析方法有直觀分析方法、方差分析方法、因素-指標(biāo)關(guān)系趨勢圖分析方法、回歸分析方法2為什么要對正交試驗結(jié)果進(jìn)行分析計算？常用的分析方法有哪些？試驗結(jié)果的計算和分析工作對正交試驗設(shè)計極為重要，它可以解決如下幾個問題：（1）、確定因素對試驗指標(biāo)影響的主次順序；（2）、找出試驗條件優(yōu)化組合方案；（3）、分析因素和指標(biāo)的關(guān)系，找出指標(biāo)隨因素變化的規(guī)律和趨勢，用以指導(dǎo)進(jìn)一步改進(jìn)試驗方向。常用的分析方法有

10、直觀分析、方差分析3方差分析的原理？方差分析方法是把試驗數(shù)據(jù)的波動分解為各個因素的波動和誤差波動，然后，將它們的平均波動進(jìn)行比較的數(shù)據(jù)分析方法。方差分析的中心要點(diǎn)是把試驗數(shù)據(jù)總的波動分解成兩部分；一部分反映因素水平變化引起的波動，另一部分反映試驗誤差引起的波動，亦把試驗數(shù)據(jù)總的離差平方和（）分解為反映必然性差異的各個因素的離差平方和（，）與反映偶然性的誤差平方和（），并計算比較它們的平均離差平方和，以找出對試驗數(shù)據(jù)起決定性影響的因素（即顯著性或高度顯著性因素）作為進(jìn)行定量分析判斷的依據(jù)。第四章 樣品的采集與制備試解釋下列名詞：（1）試樣的代表性：；（2）試樣的最小必須量： 樣品的代表性；所采集

11、的部分試樣與研究的對象在整體性質(zhì)上的一致性，也就是指試樣的某一特征指標(biāo)的測定值與該研究對象特質(zhì)指標(biāo)真實值相符合的程度。 試樣的最小必須量；指的是為了保證一定粒度的散粒狀試樣的代表性所必需采取的最小試樣質(zhì)量。2 試述編制試樣縮制系統(tǒng)的目的和主要要考慮的問題。 答；試樣縮制的目的是為了制備出滿足最小必需質(zhì)量要求且具有代表原樣性質(zhì)的試樣。 考慮的主要問題有； 1）首先要弄清楚本次試驗一共需要哪些單份試樣，其粒度和質(zhì)量要求如何？以保證所制備的試樣能滿足全部測試和試驗項目要求。 2)根據(jù)試樣最小必需公式，算出在不同粒度下為保證試樣的代表性所需的最小質(zhì)量并據(jù)此確定在什么情況下可以直接縮分以及在什么情況下要

12、破碎到較小的粒度才能縮分。3）盡可能在較粗粒度下分出儲備試樣，以便今后能根據(jù)需要再次制備出不同粒度的試樣，并避免試樣在儲存過程中氧化變質(zhì)。3 煤樣的制備包括哪些工序？各工序的目的是什么？ 答；包括破碎、過篩、摻合、縮分、干燥五個環(huán)節(jié)，當(dāng)需要使用浮煤作分析化驗時，還要進(jìn)行減灰步驟： （1）破碎 目的是減小粘度，增加煤粒分散程度，改善煤的不均勻度;（2）篩分為使煤樣破碎到必要的粒度，要用各種篩孔的篩子篩分;（3）摻合 為使縮分后的煤樣不失去代表性，每次縮分前都應(yīng)摻合，使其均勻化，摻合煤樣采用堆錐法;（4）縮分 使煤樣減少，又不失去其代表性;（5）干燥 使煤樣能暢通地通過破碎機(jī)、縮分機(jī)、二分器和篩子

13、時，不能粘附在篩上;（6）減灰 對需減灰的煤樣，將原煤樣放入重液中進(jìn)行浮選，達(dá)到減灰的目的。第五章 煤質(zhì)分析與煤炭綜合利用1. 如何進(jìn)行煤的組成分析? 主要有：煤的化學(xué)分析、煤的礦物分析、煤巖分析1）煤的化學(xué)分析側(cè)重從煤中元素組成的角度進(jìn)行分析。 根據(jù)目標(biāo)元素的不同，化學(xué)分析又包括：工業(yè)分析、元素分析、灰成份分析、煤中微量元素和有害元素分析2）煤的礦物分析從煤中化合物的結(jié)構(gòu)形態(tài)（礦物形態(tài)）的角度進(jìn)行分析。3）煤巖分析從煤的外觀形態(tài)來對煤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 根據(jù)視覺范圍的大小，煤巖分析可以分為：宏觀煤巖分析和微觀煤巖分析。2. 什么是煤巖分析？怎樣進(jìn)行煤巖分析？煤巖分析是從煤的外觀形態(tài)來對煤的結(jié)構(gòu)

14、進(jìn)行分析。煤巖分析的主要方法：根據(jù)視覺范圍的大小，煤巖分析可以分為：宏觀煤巖分析和微觀煤巖分析。宏觀煤巖分析：宏觀煤巖分析是憑借肉眼對煤的組成、結(jié)構(gòu)類型、構(gòu)造等進(jìn)行分析。微觀煤巖分析： 是在顯微鏡下對煤的組成進(jìn)行分析，也稱顯微煤巖組成分析。第六章 煤炭工藝特性研究1. 與選煤有關(guān)的煤炭工藝特性主要有哪些？ 答；粒度特性，密度特性，煤的可碎性和碎選性，煤和矸石的泥化特性，煤泥的可浮性，煤泥水沉降特性，煤泥水過濾特性， 煤的摩擦角，煤的硬度，煤的可磨性。2.如何進(jìn)行煤的泥化特性研究？進(jìn)行煤與矸石的泥化試驗的目的意義？ 答；煤的泥化特性試驗研究采用轉(zhuǎn)筒法進(jìn)行。用四份粒度為10013.2mm的原煤各2

15、5±5kg，按煤水比1：4在容積200L高為1m的滾筒內(nèi)以20轉(zhuǎn)/分鐘（20rpm）的速度旋轉(zhuǎn)5分鐘、15分鐘、25分鐘和30分鐘，對產(chǎn)品進(jìn)行 13mm，0.5mm和0.045mm篩分，稱量、計算產(chǎn)率并測量-0.045mm細(xì)泥的灰分，觀察煤泥水沉降情況。意義：（1）煤的泥化特性研究結(jié)果可用于選煤廠設(shè)計時估計次生煤泥量和選擇煤泥水處理方案。（2）根據(jù)安氏泥化結(jié)果，可以定性地判定矸石在濕法選煤過程中的泥化情況，并預(yù)測尾煤濃縮機(jī)的沉淀效果。 3采集與制備煤泥水自然沉降試驗樣品時應(yīng)注意什么？（1）對現(xiàn)有選煤廠應(yīng)在正常生產(chǎn)運(yùn)行至少半小時以后開始采樣； 一般采樣時間不少于4小時； 不應(yīng)采用干煤泥

16、添加水的辦法制備煤泥水樣。 （2）對擬建選煤廠可采用計劃入洗原煤樣，通過轉(zhuǎn)筒泥化試驗裝置，模擬生產(chǎn)條件（不同工藝采用不同煤水比和翻轉(zhuǎn)時間），制備煤泥水； 特別注意：試驗用水要盡可能采用擬建選煤廠的生產(chǎn)補(bǔ)加水。第七章 重選試驗研究1試述重選試驗的特點(diǎn)。 1）試驗系統(tǒng)性強(qiáng)。重選系統(tǒng)往往還包括預(yù)處理、產(chǎn)品的分級、脫水等后續(xù)處理環(huán)節(jié)，任何一個環(huán)節(jié)的變化都將對最終產(chǎn)品的數(shù)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。 2）涉及設(shè)備多。每種分選設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須有相當(dāng)數(shù)量的輔助設(shè)備運(yùn)行。 3）試驗工作量大。重選分選設(shè)備具有相當(dāng)?shù)奶幚砟芰Γ囼灂r間較長，設(shè)備多，等等因素使得整個試驗的工作量也較大。2重選試驗研究主要包括哪些試驗內(nèi)容

17、？ 1）礦物重選特性研究； 2）重選設(shè)備開發(fā)試驗研究； 3）重選操作參數(shù)優(yōu)化試驗研究； 4）分選工藝對比性試驗研究； 5）重選基礎(chǔ)理論研究。 3重選試驗操作與調(diào)整？ 1) 給料量給料量是影響重選效果的重要因素之一。在試驗過程中要特別注意給料量的均勻和恒定。多數(shù)重選設(shè)備主要控制干礦量。如螺旋溜槽則主要控制單位時間的礦漿體積。 2)流量與壓力 濕法重選中的水量和干法重選中的風(fēng)量都是很主要的工藝條件。系統(tǒng)中的流量通常與壓力之間存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系，在實驗中，除了要適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)部的工況點(diǎn)外，應(yīng)注意外部系統(tǒng)，如補(bǔ)加水的壓力變化的影響。 3)介質(zhì)和床層因素在重介質(zhì)分選系統(tǒng)中，首先要確定所需的分選密度，然

18、后選擇適宜的加重質(zhì)，調(diào)節(jié)重介質(zhì)懸浮液的組成和流變特性。實驗中還應(yīng)考慮加重質(zhì)的組成及其變化情況。跳汰選礦過程中，床層也是一種介質(zhì)。細(xì)粒跳汰時，通常還需要添加人工床層。自然床層和人工床層的厚度、材料和粒度等都可能影響跳汰分選的效果。 4)設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù) 設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)很多，有些參數(shù)只是在設(shè)備研制過程中才進(jìn)行考察；少數(shù)參數(shù)則是在試驗中必須加以適當(dāng)調(diào)節(jié)的，也稱為可調(diào)參數(shù)。安裝傾角就是一種常見的可調(diào)參數(shù)。 5)設(shè)備運(yùn)動參數(shù)設(shè)備的運(yùn)動參數(shù)主要是指振幅、頻率、轉(zhuǎn)速等。1實驗室煤泥浮選試驗主要包括哪些內(nèi)容？ 1）為浮選作業(yè)確定原則工藝方案； 2）通過試驗，分析影響浮選過程的因素，查明各因素及交互作用的顯著性程度； 3）確定各工藝因素的最佳條件； 4）提出最終的分選指標(biāo)和必要的其它指標(biāo)。 第八章 浮選試驗研究 1 試述實驗室煤泥浮選試驗的一般步驟和調(diào)節(jié)因素。 1）浮選試驗研究通常需要經(jīng)過以下4個步驟：（1）浮選試驗的準(zhǔn)備；（2）浮選過程的操作調(diào)整；（3）浮選產(chǎn)品的處理；（4）浮選試驗誤差檢驗。 2）浮選過程的操作調(diào)整主要從以下幾方面進(jìn)行： 藥劑的種類選擇。其中煤炭浮選通常只考慮起泡劑和捕收