Светогидравлической промывки.
Как известно, для поиска оптимума, наиболее простым с точки зрения выполнения, является экспрессный метод, называемый «методом крутого восхождения».
Суть метода состоит в том, что если поставить серию опытов. В которых в каждом последующем варианте изменять величину действующих факторов пропорционально произведению коэффициента регрессии данного фактора на величин единицы варьирования, то такое движение по поверхности отклика будет кратчайшим путем к достижению оптимума. В рассматриваемом случае:
X1…0X1 = 200
X2 …0X2 = 4
X3 … 0X3 = 5
λ11=100
λ21=2
λ31=3
b1=3,18
b2=2,02
b3=-0,18
b1λ11 = 318
b2λ21 = 4,04
b3λ31 = -0,54
В качестве «шага» выбираем величину 0,05 b1λ1. Тогда план «крутого» восхождения будет выглядеть так, как представлено в таблице 5.
Таблица 5.
| Вари- ант | Условия в кодированном виде | |||||
| Х Х Х | 0Х1 0Х2 0Х3 | 0+0,05b1λ1 0+0,05b2λ2 0+0,05b3λ3 | 0+0,1b1λ1 0+0,1b2λ2 0+0,1b3λ3 | 0+0,15b1λ1 0+0,15b2λ2 0+0,15b3λ3 | 0+0,2b1λ1 0+0,2b2λ2 0+0,2b3λ3 | 0+0,25b1λ1 0+0,25b2λ2 0+0,25b3λ3 |
| Вари- ант | Условия в реальном виде | |||||
| Х Х Х | 4,2 4,975 | 4,4 4,95 | 4,6 4,925 | 4,8 4,9 | 5,0 4,875 | |
| Выход | 10,78 | 13,22 | 14,62 | 15,06 | 16,46 | 17,86 |
Реализованный опыт показал, что принятое решение о проведении крутого восхождения верно. Выход процесса при Х1 = 275, Х2 = 5,0 и Х3 = 4,875 более чем в полтора раза выше, чем на исходном нулевом уровне. Можно сделать предположение о том, что оптимум находится именно при таком сочетании значений рассматриваемых факторов.
Чтобы убедиться в правильности принятого решения о нахождении оптимума был поставлен дополнительный эксперимент с центром в точках ОХ1 = 275; ОХ2 = 5,0; ОХ3= 4,875.
Шаг варьирования выбираем мельче, чем при ранее проводившихся опытах. Пусть:
λ11= 5; λ21= 0,05; λ31= 0,05.
Таблица 6.
| Тогда | ОХ | + I | - I | |
| W (X) | ||||
| 2r (X) | 5,0 | 0,05 | 5,05 | 4,95 |
| Пк (X) | 4,875 | 0,05 | 4,925 | 4,825 |
Таблица 7.
| Вариант | Х0 | Х1 | Х2 | Х3 | УN1 | УN2 | УN3 | 
УN
|
| + | - | - | - | 17,85 | 17,85 | 17,85 | 17,850 | |
| + | + | - | + | 17,85 | 17,86 | 17,85 | 17,853 | |
| + | - | - | + | 17,85 | 17,85 | 17,86 | 17,853 | |
| + | + | - | - | 17,86 | 17,85 | 17,86 | 17,856 | |
| + | - | + | + | 17,85 | 17,86 | 17,85 | 17,853 | |
| + | + | + | - | 17,86 | 17,86 | 17,86 | 17,860 | |
| + | - | + | - | 17,85 | 17,86 | 17,85 | 17,853 | |
| + | + | + | + | 17,85 | 17,86 | 17,85 | 17,853 | |
| Коэффи- циент регрессии | 17,853 | 0,016 | 0,016 | 0,016 |
Определяем построчную дисперсию
S12(yNk) = 0
S22(yNk) = 0,002454
S32(yNk) = 0.002454
S42(yNk) = 0.0034
S52(yNk) = 0.002454
S62(yNk) = 0
S72(yNk) = 0
S82(yNk) = 0.002454
Рассчитываем дисперсию воспроизводимости:
S2IУI = 0,00165
Дисперсия среднего значения:
_
S2IУI = 0,00055
Дисперсия коэффициентов регрессии:
S2(bi) = 0,00007
по которой находится ошибка коэффициентов регрессии:
S2IbiI = √0,00835 = 0,00835
Критерий значимости:
S2IbiI t (f ‘) = 0,00835 2,12 = 0,0177
Все коэффициенты светогидравлической промывки получились незначительными, следовательно в рассматриваемом случае оптимальными условиями можно считать следующие:
- величина энергии светового импульса лазера должна лежать в пределах 50 милли Ватт в каждом импульсе;
- диаметр капли промывочной жидкости должна составлять 0,5 мкм;
- показатель преломления промывочной жидкости составляет 2%.
Рис 1. Поверхность отклика.
На рисунке 1 приведена поверхность отклика, полученная в результате графического представления описанного опыта. Анализ этой поверхности показывает, что полученные условия являются оптимальными лишь для выбранного типа лазерного оборудования, параметров жидкой рабочей среды и катализатора. Очевидно, что дальнейшее увеличение энергии лазера (невозможно для данного типа лазера) может дать приращение значений выходного параметра, так же как увеличение диаметра капли (невозможное вследствие отрыва капли диаметром более 6 мм от патрубка).
Разработка структурной схемы установки для светогидравлической промывки и оценка его возможностей применения в промышленности.
Разнообразие решаемых конкретных технологических задач определяет и различные требования к параметрам светогидравлических установок, что в свою очередь, приводит к большому количеству их схем построения. В данном разделе рассмотрим основные элементы и методы построения технологических лазерных установок, использующих энергию светогидравлического эффекта.