四、 實驗結果與討論
4.2 田口實驗結果
在第三章曾提過田口實驗資料分析包括S/N比計算、回應值(即S/N比平 均值)計算及回應圖繪製，並利用變異數分析找出顯著因子，最後並進行確 認實驗以驗證實驗之再現性是否良好，以下分別進行說明:
1. S/N比計算:
將表4-1中之各因子水準組合之薄膜蒸發器蒸發率結果列入表4-2 實驗結果欄中，並使用望大特性(The -Larger-The-Better)計算S/N比，結 果如表4-2。
2. 回應值(Response value)計算
利用S/N比可計算求得回應值(Response value)，計算結果如表4-3，
回應值(Response value)是各因子水準組合下之S/N比平均值，回應值越 大代表此水準對蒸發率而言較佳，故由表4-3可知，蒸氣壓力以水準二 (5 kg/cm2)優於水準一(4.2 kg/cm2)，轉速以水準二(50 rpm)優於水準三 (58 rpm)，水準三(58 rpm)又優於水準一(40 rpm)，進料量以水準二(180 L/hr)優於水準一(160 L/hr)，水準一(160 L/hr)又優於水準三(200 L/hr)。
而表中所謂Delta是指各因子的回應值範圍(Delta=最大回應值-最 小回應值)，Delta越大，代表的意義為此因子影響越顯著，表的最後一 列(Rank)標示各水準之Delta的大小次序，亦即因子影響蒸發率之程度大 小次序，故由表4-3中可知各因子對於蒸發率影響程度由大至小依序為
蒸氣壓力
1 4.2 40 160 93.92 93.69 39.445 2 4.2 40 180 94.29 94.50 39.499 3 4.2 40 200 93.79 93.79 39.443 4 4.2 50 160 95.22 95.06 39.567 5 4.2 50 180 95.24 95.24 39.576 6 4.2 50 200 95.17 94.98 39.561 7 4.2 58 160 94.15 94.15 39.476 8 4.2 58 180 94.05 94.29 39.478 9 4.2 58 200 93.79 93.79 39.443 10 5.0 40 160 94.55 94.36 39.505 11 5.0 40 180 94.71 94.50 39.518 12 5.0 40 200 94.08 94.08 39.470 13 5.0 50 160 95.61 95.49 39.605 14 5.0 50 180 95.39 95.53 39.596 15 5.0 50 200 95.34 95.34 39.586 16 5.0 58 160 94.74 94.55 39.522 17 5.0 58 180 94.50 94.71 39.518 18 5.0 58 200 94.32 94.32 39.492 平均 39.517
因子A 因子B 因子C 1 39.499 39.480 39.520 2 39.535 39.582 39.531
3 - 39.488 39.499
Delta 0.036 0.102 0.032
Rank 2 1 3
回應值
水準數
表4-3 回應值計算表
Mean of SN ratios
5.0
Main Effects Plot (data means) for SN ratios
Signal-to-noise: Larger is better
回 應 值
圖 4-4 三因子(蒸氣壓力、轉速、進料量)回應圖
轉速、蒸氣壓力、進料量。
3. 回應圖繪製:
接著利用表4-3繪出回應圖，圖4-4為三個因子(蒸氣壓力、轉速、進 料量)之回應圖。由於回應值(Response value)越大代表此水準對於實驗 結果影響力越大，故由圖4-4可知，對蒸發率而言，蒸氣壓力以水準二 (5 kg/cm2)為較佳設定；轉速以水準二(50 rpm)為較佳設定；進料量以水 準二(180 L/hr)為較佳設定，故進料量180 L/hr、蒸氣壓力5kg/cm2、轉速 50 rpm為較佳的因子水準組合。
另外從各因子的回應圖直線的斜率亦可判斷此因子對蒸發率影響 之大小，斜率越高，表示該因子對蒸發率的影響愈大。故由圖4-4之斜 率變化得知對於蒸發率影響程度由大至小依序為轉速、蒸氣壓力、進 料量，其結果與上述Delta值相同。
4. 變異數分析
表4-4a為計算所得之變異數分析表，表中貢獻率大小代表此因子顯 著程度亦即影響蒸發率程度大小，由表我們可知對於蒸發率影響程度 由大至小依序為轉速(貢獻率77.28%)＞蒸氣壓力(貢獻率11.35%)＞進 料量(貢獻率5.71%)，此結果與上述從回應圖直線斜率判斷所得結果相 同。另表中因子C(進料量)變異數V最小，且其貢獻率(5.71%)與誤差之 貢獻率(5.66%)接近，故需將C因子併入誤差項再次進行分析，併入後所
得之變異數分析表如表4-4b，表中因子A(蒸氣壓力)之F值為15.77大於F 檢定表F0.05值4.6及F0.01值8.86，而因子B(轉速)之F值為52.6亦大於F檢定 表F0.05值3.74及F0.01值6.51，代表蒸氣壓力及轉速兩因子皆為極顯著因 子。因子B(轉速)之貢獻率為76.46%大於因子A(蒸氣壓力) 之貢獻率 10.94%，代表轉速因子為本研究實驗影響蒸發率最顯著之因子。
5. 確認實驗
我們選用顯著因子最佳操作條件轉速50rpm及蒸氣壓力5kg/cm2進 行確認實驗，確認實驗之S/N比理論推估值η為:
η＝實驗結果SN平均值+(顯著因子1之最大回應值-實驗結果SN平均 值)+ (顯著因子2之最大回應值-實驗結果SN平均值)+…………
由前面表 4-2 得知總 SN 平均值為 39.517，表 4-3 可得知轉速因子最大 回應值查為 39.582，蒸氣壓力最大回應值為 39.535，故計算得知 S/N 比理論推估值為:
η=39.517+(39.582-39.517)+(39.535-39.517)=39.600
表 4-5 為實際以轉速 50rpm 及蒸氣壓力 5kg/cm2進行實驗之數據，
兩筆結果顯示蒸發率皆為 95.53%。將實驗結果帶入公式求出實際實驗 S/N 比為 39.603，高於理論推估值 39.600，其誤差率為:
(39.603－39.600)
誤差率(%) ＝ × 100 %＝ 0.01% ＜ 5%
39.600
實驗因子 自由度Φ 偏差平方和S 變異數V F值 純偏差平方和S' 貢獻率ρ F0.05 F0.01
A(蒸氣壓力) 1 0.0058 0.0058 15.77 0.0054 10.94% 4.60 8.86
B(轉速) 2 0.0385 0.0192 52.60 0.0377 76.46% 3.74 6.51
e*(併入誤差) 14 0.0051 0.0004 12.60%
Total 17 0.0494
*註:併入誤差指的是將因子C(進料量)當作誤差併入原先之誤差項內 表4-4b 變異數分析表(併入誤差)
實驗因子 自由度Φ 偏差平方和S 變異數V F值 純偏差平方和S' 貢獻率ρ A(蒸氣壓力) 1 0.0058 0.0058 35.09 0.0056 11.35%
B(轉速) 2 0.0385 0.0192 117.08 0.0382 77.28%
C(進料量) 2 0.0031 0.0016 9.58 0.0028 5.71%
e(誤差) 12 0.0020 0.0002 - - 5.66%
Total 17 0.0494
表4-4a 變異數分析表
性良好，而本研究之因子水準選用正確。