При изменении ее габаритов
Установим влияние частоты вращения привода вентилятора на время ее остывания от температуры 600 0С.
Расчет времени остывания заготовки выполняем по формулам:
;
.
Результаты расчета показаны на рис. 16.
На рис. 16 видно, что одинаковая заготовка при большей частоте вращения привода вентилятора остывает до температуры 15 0С за = 3,3 ч (1,18104 с), а при меньшей частоте вращения – за = 4,4 ч (1,6104 с).
Рис. 16 – Результаты расчетов времени остывания заготовки
При изменении частоты вращения привода вентилятора
Установим влияние начальной температуры заготовки на время ее остывания.
Расчеты выполним для частоты вращения привода вентилятора n = 1000 об/мин.
Расчет времени остывания заготовки выполняем по формулам:
;
.
Результаты расчета показаны на рис. 16.
На рис. 17 видно, что одинаковая заготовка при большей начальной температуре остывает до температуры 15 0С за t = 4,4 ч (1,6×104 с), а при меньшей начальной температуре – за t = 3,6 ч (1,28×104 с).
Рис. 17 – Результаты расчетов времени остывания заготовки
При изменении ее начальной температуры
Результаты предварительных машинных экспериментов показали, что каждый из факторов влияет на параметр оптимизации.
Для проведения двухуровневого полнофакторного эксперимента выбираем значение нулевого уровня, интервалы варьирования, а также верхнее и нижнее значения для каждого фактора.
Результаты выбора представим в виде таблицы 2.
Нижнее значение частоты вращения привода вентилятора составляет nН = 1150 об/мин, а верхнее – nВ = 1650 об/мин. Диапазон изменения частоты вращения привода вентилятора составляет 500 об/мин или 63 % области определения фактора.
Нижнее значение площади наружной поверхности заготовки составляет FН = 0,35 м2, а верхнее – FВ = 0,95 м2. Диапазон изменения площади наружной поверхности заготовки составляет 0,6 м2 или 67 % области определения фактора.
Нижнее значение начальной температуры заготовки составляет t0Н = 325 0С, а верхнее – t0В = 525 0С. Диапазон изменения начальной температуры заготовки составляет 200 0С или 57 % области определения фактора.
Таблица 2
Значение нулевого уровня, интервалы варьирования, верхнее и нижнее значения факторов
№ п/п |
Наименование фактора |
Единицы измерения |
Нулевой уровень |
Интервал варьирования |
Верхний уровень |
Нижний уровень |
1 |
Частота вращения привода вентилятора |
об/мин |
1400 |
250 |
1650 |
1150 |
2 |
Площадь наружной поверхности |
м2 |
0,65 |
0,3 |
0,95 |
0,35 |
3 |
Начальная температура заготовки |
0С |
425 |
100 |
525 |
325 |
5.6 Составление плана
двухуровневого трехфакторного эксперимента
Матрица планирования двухуровневого трехфакторного эксперимента с учетом всех возможным парных взаимодействий факторов и тройного взаимодействия представлена в таблице 3.
Таблица 3
Матрица планирования двухуровневого трехфакторного
эксперимента
Номер опыта |
х0 |
х1 |
х2 |
х3 |
х1 х2 |
х1 х3 |
х2 х3 |
х1х2х3 |
1 |
+ 1 |
- 1 |
- 1 |
+ 1 |
+ 1 |
- 1 |
- 1 |
+ 1 |
2 |
+ 1 |
- 1 |
+ 1 |
+ 1 |
- 1 |
- 1 |
+ 1 |
- 1 |
3 |
+ 1 |
+ 1 |
- 1 |
+ 1 |
- 1 |
+ 1 |
- 1 |
- 1 |
4 |
+ 1 |
+ 1 |
+ 1 |
+ 1 |
+ 1 |
+ 1 |
+ 1 |
+ 1 |
5 |
+ 1 |
- 1 |
- 1 |
- 1 |
+ 1 |
+ 1 |
+ 1 |
- 1 |
6 |
+ 1 |
- 1 |
+ 1 |
- 1 |
- 1 |
+ 1 |
- 1 |
+ 1 |
7 |
+ 1 |
+ 1 |
- 1 |
- 1 |
- 1 |
- 1 |
+ 1 |
+ 1 |
8 |
+ 1 |
+ 1 |
+ 1 |
- 1 |
+ 1 |
- 1 |
- 1 |
- 1 |
В таблице 3 знаком «- 1» обозначается нижнее значение уровня фактора, а знаком «+ 1» - верхнее значение уровня фактора.