胡葛林，吕 慧，曹贵平

联合化学反应工程研究所华东理工大学分所，华东理工大学化工学院，上海 200237

化学反应动力学是化学工程重要内容之一。根据反应动力学不仅可以解析反应过程机理、探究反应路径，还可以进行工业化反应器选型、设计、放大、优化、控制和预测。建立化学反应动力学模型的通常方法是：固定反应物初始浓度，测定不同反应温度、反应时间下反应物和产物的浓度，得到浓度和时间的关系数据；再利用非线性模型参数估计方法，迭代求解得到各温度水平下的速率常数和反应级数；进一步利用Arrhenius方程对温度进行拟合，得到频率因子和活化能。这种求取模型参数的方法需要开展大量的实验工作，存在工作量大、取样困难等问题。

Fang等[1-2]基于拟蒙特卡洛方法、数论方法和多变量统计分析提出了均匀实验设计思想，即在实验范围内选取一系列均匀分布的代表性点，以较少的实验次数解决多因素、多水平工艺优化和配方设计问题。

相较于全面实验、正交实验等传统实验设计方法，均匀实验设计的优势在于：（1）能够在实验域内选取一系列具有高度代表性且在空间内均匀分布的实验点，可近似替代全面实验设计；（2）不需要对模型有较深的认识，不对模型施加较强的假设；（3）可在合理的实验次数内为因素安排较多的实验水平，增强因素的感知度。因此，均匀实验设计在纺织、冶金、医药、化学化工和农业等领域得到了广泛应用[3-4]，其相关理论和应用还在不断发展中。……