розділ 2) та рекомендацій попередніх дослідників [41, 71, 90].
Рис. 4.3. Загальний вигляд дослідних висівних дисків:
1 - з конічною формою отворів;
2 - з циліндричною формою отворів;
3 - з тороїдальною формою отворів.
Таблиця 4.1
Рівні факторів при висіві цукрового буряка присмоктувальним отвором з циліндричною поверхнею
ПозначенняФакториХ1
(, мм) Х2
(Z)Х3
(, кПа) Х4
(П, шт/с)Основний рівень2221,516Інтервал варіювання0,580,54Нижній рівень1,5141,012Верхній рівень2,5302,020
Максимальний діаметр конічної поверхні має бути таким, щоб переважна більшість насінин торкалась цієї поверхні, а не її максимального діаметра.
Радіус радіального перерізу тороїдальної поверхні обрано на основі теоретичних досліджень з урахуванням технологічних особливостей виготовлення присмоктувальних отворів пробиванням і встановлюється на рівні rф =0,5; 0,7 та 0,9 мм.
Крім геометричних параметрів присмоктувальних оворів основними факторами обрано розрідження у вакуумній камері ?р та продуктивність (дозуючу здатність) висівного апарата П.
Продуктивність висівного апарата залежить від кількості присмоктувальних отворів на диску та швидкості його обертання. При рівномірному розташуванні отворів центральний кут між суміжними отворами визначається рівнянням
(4.2)
Враховуючи кутову швидкість обертання диска, секундна продуктивність апарата визначається згідно формули
. (4.3)
Або враховуючи оберти диска за хвилину роботи апарата, маємо
. (4.4)
Відповідно, кутова швидкість обертання висівного диска, яка необхідна для забезпечення встановленої продуктивності (дозуючої здатності) висівного апарата, визначається за формулою:
. (4.5)
Перед початком експерименту фактори кодуються. При кодуванні факторів здійснюється лінійне перетворення факторного простору з перенесенням початку координат в центр експерименту і вибір масштабу по вісях в одиницях вимірювання факторів [44]. Кодування факторів виконуємо за формулою:
, (4.6)
де - кодоване значення фактора, верхній рівень (+1), а нижній (-1), в центрі експерименту нульовий рівень;
- натуральне значення фактора в його розмірності;
- натуральне значення фактора на нульовому рівні;
- натуральне значення інтервалу варіювання фактора:
, (4.7)
де - значення фактора на верхньому рівні;
- значення фактора на нижньому рівні.
Функція відгуку описується рівнянням регресії виду [44]:
, (4.8)
де - розрахункове значення критерію оптимізації (середньоквадратичне відхилення інтервалів між насінинами у рядку);
, - незалежні змінні;
- коефіцієнти полінома.
Ступінь впливу кожної змінної на величину критерію оцінюється коефіцієнтами поліному, які визначаються методами регресійного аналізу на основі ідей планування факторного експерименту [44].
Після реалізації матриці експерименту розраховуються коефіцієнти регресії моделі (4.8):
, (4.9)
де - значення критерію оптимізації в -му досліді;
- кількість дослідів (число строчок в матриці експерименту);
u - номер досліду.
Коефіцієнт визначається за формулою:
, 0, 1, 2,..., n, (4.10)
де - значення фактора в -му досліді.
Коефіцієнт визначається згідно формули:
, 0, 1, 2, ..., n, (4.11)
де і - значення двох факторів в -му досліді.
Дисперсію відтворюваності розраховується за формулою:
, (4.12)
де - кількість паралельних дослідів в кожній точці плану;
- кількість факторів;
- зміна стану в паралельних дослідах;
- номер точки.
Оцінку однорідності відтворюваності виконується за допомогою критерію Кохрена. Розрахункове значення критерію визначається за формулою:
, (4.13)
де - максимальна із розрахованих построкових дисперсій відтворюваності;
- сума дисперсій відтворюваності для строчок матриці планування.
Гіпотеза однорідності построкових дисперсій відтворюваності перевіряється порівнянням розрахункового і табличного значень критерію Кохрена. Якщо<, то гіпотеза підтверджується. Це дозволяє їх усереднити і розрахувати похибку досліду за формулою:
; (4.14)
Розрахунок коефіцієнтів рівняння регресії (4.8) виконується в пакеті програм Mathcad з використанням функції REGRESS.
Значимість отриманих коефіцієнтів рівняння регресії визначається порівнянням їх величин з довірчим інтервалом:
>,
де - величина коефіцієнта регресії; - величина довірчого інтервалу. Довірчий інтервал розраховується за формулою:
, (4.15)
де - табличне значення критерію Стьюдента.
- середньоквадратичне відхилення -го коефіцієнта регресії, яке знаходиться за формулою:
. (4.16)
На основі отриманих розрахунків складається рівняння регресії.
Адекватність моделі перевіряється за допомогою критерію Фішера:
, (4.17)
де - розрахункове значення критерію Фішера;
- дисперсія адекватності;
- табличне значення критерію Фішера при 5% рівні значущості;
- число ступенів вільності дисперсії адекватності;
- число ступенів вільності дисперсії відтворюваності.
Дисперсія адекватності визначається за формулою:
, (4.18)
де - число строчок в матриці планування;
- число факторів;
- середньоарифметичне значення функції відгуку в паралельних дослідах;
- розрахункове значення функції відгуку.
Проводиться порівняння розрахункового значення критерію Фішера з табличним. Якщо <, то отримане рівняння адекватно описує ефективність процесу сепарації для прийнятого інтервалу варіювання факторів.
Експеримент проводиться для кожної культури та форми поверхні отвору окремо.