正交实验结合AHP和GA-BP神经网络优化益黄散醇提工艺

目的 优化益黄散的醇提工艺。方法 采用回流提取法,以乙醇体积分数、液料比、提取时间为考察因素设计正交实验,以橙皮苷、川陈皮素、橘皮素、没食子酸、诃黎勒酸、诃子酸、甘草苷、甘草酸、丁香酚含量和干浸膏得率为指标,采用层次分析法(AHP)进行赋权并计算综合评分。通过验证正交实验和遗传算法(GA)-反向传播神经网络(BP神经网络)所预测的结果确定益黄散最佳醇提工艺参数。结果 正交实验优选的最佳醇提工艺参数为乙醇体积分数60%、液料比14∶1(mL/g)、提取时间90 min、提取2次,验证所得综合评分为79.19分;GA-BP神经网络优选的最佳醇提工艺参数为乙醇体积分数65%、液料比14∶1(mL/g)、提取时间60 min、提取2次,验证所得综合评分为85.30分,高于正交实验所得结果。结论 采用正交实验结合GA-BP神经网络的寻优方法较传统的正交实验寻优方法效果更佳,其优选出的益黄散最佳醇提工艺稳定可靠。

基于多因素正交实验的关中民居节能优化分析

为解决陕西关中地区民居建筑围护结构热工性能不佳、采暖效率低的问题,本文以关中典型民居为研究对象,从建筑外围护结构和窗墙比方面展开关中民居节能优化分析。结合现场测试调研数据,通过DesigBuilder软件模拟能耗,探究围护结构构造和窗墙比大小对关中民居建筑热负荷、冷负荷、全生命周期投资收益比的影响,采用多因素正交实验方法耦合分析各优化方案的节能性与经济性,选出最适宜的综合节能策略。结果表明关中民居最佳节能优化策略为外墙加设80 mm厚EPS保温层、屋顶加设60 mm厚XPS保温层、外窗改用普通中空5+9A+5玻璃、北向窗墙比0.1、南向窗墙比0.3。优化后关中典型民居节能61.98%,冬季典型气象日室内平均温度上升2.78℃。

正交实验设计优选FDM_3D打印工艺参数

由于FDM_(3)D打印工艺参数对制件力学性能有较大影响,采用正交实验设计方法,系统地探讨了聚乳酸(PLA)材料在熔融沉积成型3D打印过程中,不同工艺参数对试样拉伸性能的影响程度。实验结果表明,在4个工艺参数中,填充密度对PLA试件的拉伸性能影响最为显著,而打印速度对拉伸强度的影响则相对较小。通过极差分析得出,当打印层厚为0.25 mm,填充密度为70%,填充速度为50 mm/s,并采用内六角填充模式时,可以制得拉伸性能最优的PLA制件,方差分析表明填充密度对抗拉强度影响较显著(P<0.05),层高、打印速度、填充单元对抗拉强度影响均不显著。最后,通过实验证实了上述工艺下的试件具有最高的拉伸强度。这一发现对于优化FDM 3D打印工艺参数,提升PLA制件力学性能具有重要的指导意义。

基于正交实验优化中药配方颗粒调剂工艺

目的:探讨影响中药配方颗粒药品下药量因素,优化最佳配药、储存条件,保证患者用药安全、有效,提高患者对中药配方颗粒药品的满意度。方法:通过正交实验法优化最佳配药、储存条件,对中药配方颗粒进行质量监管。结果:配方颗粒调剂工艺的影响因素依次为:湿度>粒径>温度;最佳调剂工艺为温度21℃,湿度45%,粒径为全部通过2号筛且不通过3号筛。结论:温度、湿度、粒径三者对配方颗粒的调剂工艺都有显著影响,依据本实验所得最佳配药条件,能达到最准确配药量。

正交实验法在水性木器清漆助剂选择中的应用

水性木器清漆的配方设计主要包括原材料选择及各组分比例确定两方面内容,如采用全面实验,则实验数目多、实验时间长、效率低。本论文基于探索性初配方进行助剂的正交实验,考察润湿剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂和增稠剂的最佳种类搭配,然后采用正交实验考察上述助剂最佳用量搭配。通过实验数据分析,结合漆膜表观、光泽度和对比率等性能,获得漆膜无弊病、透明度较高的水性木器清漆配方。

基于锗激光标识的正交实验设计

为了得到标识清楚且不损伤锗晶片特性的激光标识,借助于正交实验设计的方法,对激光平均输出功率值、脉冲激光频率和标刻速度对晶片进行了DOE(正交实验设计)和极差分析。通过极差分析得到4个影响因素的主次关系为激光发生器功率值>标刻速度>激光频率>空白(其余因素)。得到标刻深度的最佳配方为标刻速度200 mm/s,激光发生器平均输出功率值46%,脉冲激光频率为18 kHz。此时标刻深度为230μm。

基于正交实验和响应面法优化石蜡降解混合菌的降解条件研究

微生物作用于原油除蜡是一种高效简约的方法。为进一步提高微生物的石蜡降解率,混合两种菌株L和K配制了石蜡降解混合菌;通过正交实验和单因素实验确定了影响混合菌降解的因素(培养温度、培养基初始pH、盐质量分数、V(L菌)/V(K菌));采用Box-Behnken方法设计四因素三水平实验及响应面优化,并建立数学模型,探究了混合菌降解石蜡的最佳条件。结果表明,4种单因素的影响大小顺序为V(L菌)/V(K菌)>培养温度>盐质量分数>培养基初始pH,其中一次项、二次项以及个别交互项对石蜡降解率影响显著;混合菌降解石蜡的最优条件:培养温度为37.2℃、培养基初始pH=7.3,培养基盐质量分数为1.2%,V(L菌)/V(K菌)=1.0∶1.6,石蜡降解率可达58.67%;混合菌在优化条件下作用于原油,生物降解率为41.38%,有良好的应用前景。

基于正交实验法的BS960E高强钢的淬火工艺优化

基于正交实验法研究了淬火过程中加热速率、保温温度、保温时间和冷却速率等参数对BS960E贝氏体高强钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,淬火后BS960E钢的组织均为板条马氏体;通过正交实验法设计的淬火工艺获得最小平均晶粒尺寸的最优参数组合为:加热速率50℃/s、保温温度920℃及保温时间2 min;获得最大维氏硬度的最优参数组合为:加热速率50℃/s、保温温度1010℃、保温时间2 min及冷却速度100℃/s。通过增设对照实验组验证了正交实验法的正确性,正交实验设计的试样最小平均晶粒尺寸为6.36μm,马氏体板条群、马氏体板条块和马氏体板条分别为5.2μm、1.24μm和336.3 nm。正交实验设计的试样最大硬度为424.3 HV,马氏体板条群、马氏体板条块和马氏体板条分别为8.5μm、1.65μm和333.5 nm。相比于前者,后者在冷却速率相同(100℃/s)的情况下,由更高的温度(1010℃)降低至室温,产生了更大的过冷度,马氏体相变驱动力增加导致位错密度增加,大角度晶界占比由70.5%提高至83.3%,因此硬度更高。

正交实验优化草果果胶的提取工艺

采用传统的酸水解乙醇沉淀法提取草果果胶,以草果果胶得率为评价指标,在单因素实验的基础上,通过L_(9)(3^(4))正交实验优化了草果果胶的提取工艺。结果表明,各因素对草果果胶得率影响的大小顺序为:pH值>料液比>提取时间>提取温度;最佳提取工艺为:pH值3.0、提取温度90℃、提取时间150 min、料液比1∶30(g∶mL),在此条件下,果胶得率为7.54%,为进一步深入开发草果资源提供了科学依据。

基于G1-熵权法的正交实验设计对比BP神经网络优化香芩解热颗粒水提工艺

目的优化香芩解热颗粒的水提工艺。方法以加水倍数、提取时间、提取次数为考察因素,以连翘酯苷A、黄芩苷、连翘苷、千层纸素A-7-O-β-D-葡萄糖醛酸苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素含量和出膏率为评价指标,设计3因素3水平的正交实验,并利用G1-熵权法对上述指标进行综合评分,得正交实验优化的水提工艺。以9组正交实验结果为测试和训练数据,以加水倍数、提取时间、提取次数为输入节点,以综合评分为输出节点,利用BP神经网络建模进行网络模型优化和水提工艺寻优。验证并比较两种方法所得水提工艺参数,确定香芩解热颗粒的最佳水提工艺。结果香芩解热颗粒经正交实验优化后的水提工艺为加水倍数8倍、提取次数3次、提取时间1 h,综合评分为96.84分(RSD为0.90%)。BP神经网络建模优化后的水提工艺为加水倍数12倍、提取次数4次、提取时间0.5 h,综合评分为92.72分(RSD为0.77%),略低于正交实验所得工艺。结论本研究成功优化了香芩解热颗粒的最佳水提工艺,具体为加水倍数8倍、提取次数3次、提取时间1 h。

基于正交实验法的储罐泄漏对邻近建筑影响研究

为准确评估气相危险化学品从储罐中意外泄漏对周边环境的影响,以邻近建筑为研究对象,结合正交实验法,针对不同的考察指标,对影响危险气体在周边区域扩散的4个关键因素进行分析。研究结果表明:泄漏位置仅对建筑迎风面危险气体极值体积分数有较为明显的影响,不同泄漏位置造成的差异能达到23.2%。建筑密度的增加导致建筑区域面平均体积分数增加30%以上,而建筑区域危险气体极值体积分数分别降低了9.4%和30.4%。建筑与储罐组间距和建筑密度对于邻近建筑的影响强度(以极差来评价),是泄漏位置和气体种类的1.5~10倍。研究结果可为化工园区安全设计、合理规避事故风险提供参考。

基于正交实验的西北地区弱膨胀性围岩相似材料配比研究

为了得到更加精准的弱膨胀性泥岩相似材料配比方案,节省模型试验的材料和降低时间成本,提高试验效率和精度,基于正交理论,通过直剪试验和自由膨胀率试验,得到相似材料在不同配比情况下的黏聚力、内摩擦角及自由膨胀率。采用敏感度分析,得到各配比材料含量变化时对相似材料黏聚力、内摩擦角及自由膨胀率的影响程度,随后通过回归分析得到回归方程,最后将山湾隧道岩土体的自由膨胀率、内摩擦角、黏聚力代入回归方程,得到模型试验所需的材料配比方案,为西北地区弱膨胀性围岩模型试验提供相关依据。实验表明,重晶石粉、石灰、石膏、红黏土和膨润土等材料可以很好地模拟出膨胀岩的膨胀性。其中,重晶石粉与胶结物的比值变化对黏聚力影响最大,而黏土矿物与胶结物的比值变化对内摩擦角及自由膨胀率控制起主要作用。

基于正交实验法优化制备疏水聚丙烯及性能

以1,3,5-三甲基-1,3,5-(三氟丙基)环三硅氧烷(D3F)、八甲基环四硅氧烷(D_(4))、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D_(4)Vi)为原料,开环聚合得到乙烯基封端聚硅氧烷(FSI);随后,通过自由基聚合方式将全氟己基乙烯(TE-6)接枝到FSI上,合成了含氟聚硅氧烷(FSI-F)。采用NMR、GPC、FTIR表征了FSI-F的结构与相对分子质量。以FSI-F为疏水改性材料、注塑级聚丙烯(PP)为基材、正十六烷基三甲氧基硅烷(Dynasylan 9116)为相容性改性剂,通过熔融共混制得了FSI-F/PP复合材料。采用正交实验法优化了FSI-F质量分数、TE-6与D_(4)Vi物质的量比、Dynasylan9116质量分数对FSI-F/PP复合材料的疏水、疏油、力学性能的影响;通过SEM、AFM和TG-DSC揭示了FSI-F/PP复合材料形貌与热学性能与其综合性能的内在联系。结果表明,当n(D_(4)Vi)∶n(TE-6)=1∶2、FSI-F质量分数为6%、Dynasylan 9116质量分数为2%时,FSI-F/PP复合材料的疏水角、疏油角、拉伸强度和断裂伸长率分别为130.4°、52.8°、37.56 MPa、1125.67%,有望应用于自清洁、管道减阻等领域。

优化城市污泥与棉秆掺混燃烧条件的正交实验研究

以发热量为评价指标,通过正交实验优化城市污泥、棉秆掺混燃烧条件。结果表明,影响污泥混合物发热量的主次因素为棉秆掺混比>搅拌时间>掺混粒径,最佳掺混条件为棉秆掺混40%,搅拌时间5 min,掺混粒径0.075 mm。最佳掺混条件下,城市污泥着火、燃尽温度显著降低,发热量提高了34%,综合燃烧特性指数增大了3.97倍,活化能降低了12.74 kJ/mol,燃烧过程中污泥、棉秆几乎全程处于正向促进作用阶段。

基于集成正交实验与CNN方法的微细电火花微孔加工精度

针对改善微细电火花微孔加工精度问题,提出一种集成正交试验与卷积神经网络的方法。首先,利用正交试验研究进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率4个因素对微细电火花加工H62黄铜微孔入口过切(En-OV)、出口过切(ExOV)和锥度(TA)的影响规律及其最优加工工艺参数。然后,采用基于PyTorch框架的卷积神经网络对试验结果进行预测。结果表明:对于微孔加工入口过切,各因素按影响程度由高到低依次为脉冲占空比、脉冲频率、进给速度和主轴转速;对于微孔加工出口过切,各因素按影响程度由高到低依次为进给速度、主轴转速、脉冲占空比和脉冲频率;对于微孔加工锥度,各因素按影响程度由高到低依次为进给速度、脉冲占空比、主轴转速和脉冲频率。综合考虑并分析各因素之间关系,通过验证实验得到微孔加工精度最优组合参数:进给速度为0.02mm/s、主轴转速为1000r/min、脉冲占空比为60%、脉冲频率为3000Hz。微孔加工入口过切、出口过切和锥度的预测值与试验真实值吻合程度较高,两者相对误差均小于12%。基于PyTorch框架的卷积神经网络(CNN)具有较高的预测准确性,满足实际生产加工需求,为微细电火花微孔加工精度预测研究提供了新方法,也为实际生产加工指导提供了依据。

基于正交实验的电化学法处理循环冷却水的应用研究

为解决循环冷却水成垢问题,采用实验室小试和中试研究相结合的方法,以广西柳州钢铁集团有限公司焦化厂的循环冷却水为研究对象,通过正交实验设计,探索了阴极极板材料、极板间距、电压、反应时间4个因素的交互影响,构建了正交实验表。实验结果表明,阴极材料的选择和实验参数的调整对电化学去除循环冷却水中Ca^(2+)和Cl^(-)的效果具有明显影响。极差分析结果显示,阴极材料对除垢效果的影响最为显著,而电压对除氯效果的影响最为显著。通过中试研究对小试实验结果进行验证,取得了显著的经济效益。

设计正交实验优选虎杖膏的提取工艺

(目的)建立高效液相色谱法同时测定虎杖中的虎杖苷、大黄素;通过正交实验,优选虎杖膏中君药虎杖的提取工艺。(方法)采用高效液相色谱法同时测定虎杖中的虎杖苷、大黄素,以含量和浸膏得率为评价指标,考察虎杖煎煮的主要影响因素,优选水提工艺。(结果)虎杖最佳水提工艺为:8倍量水,浸泡45 min,煎煮3次,一次30 min。(结论)方法简单可行,操作性强。

虾青素油皂化的单因素及正交实验研究

以二氯甲烷为溶剂,通过单因素和正交实验设计,优化得到虾青素油粗品皂化的最佳条件为:皂化液3 mg/mL NaOH-甲醇溶液,温度10℃,时间60 min,溶剂与皂化液体积比为1:2。皂化物经硅胶柱层析纯化可得游离虾青素,纯度达96%,利用红外、核磁、质谱等对产品进行了表征。

正交实验优化-液液萃取-气相色谱法测定水中阿特拉津

建立测定水中阿特拉津的液液萃取-气相色谱法,通过设计三因素三水平的正交实验和极差分析优化获得液液萃取条件。从方法的检出限、测定下限、精密度、准确度、标准曲线及实际样品测定结果评价方法的适用性。结果表明,阿特拉津在0.1~1.0mg·L^(-1)浓度范围内线性良好,相关系数为0.9999,回收率为96.1%~99.1%,相对标准偏差为4.3%~6.0%,方法检出限为0.02μg·L^(-1),测定下限为0.08μg·L^(-1)。该方法操作简单、准确度好,适用于测定水中阿特拉津。

正交实验优化膜层变色树脂镜片的变色性能

探究制备膜层变色树脂镜片过程中光致变色染料的浓度、旋涂白料的用量和变色层的厚度对变色性能的影响。以镜片底色、变色深度和褪色性能为指标,通过正交实验法发现影响变色性能的因素由大到小依次为染料浓度、白料用量和涂层厚度,其中染料浓度的影响最显著,增加白料用量对变色性能有益。染料的质量份数为30%、白料的质量份数为80%和涂层厚度为10μm时,制备的膜层变色树脂镜片的综合性能最佳,镜片在褪色状态下的光透射比为93.4%,变色状态下的光透射比为6.9%,半复明时间为165.0 s。