Puntos a tener en cuenta:
- Cuando sabes cuántas veces tienes que iterar, es mejor definir un bucle `for`. Como tienes que iterar dos variables, es mejor definir dos bucles `for`, de la forma que lo estas haciendo no tiene sentido, intenta analizar el flujo del código y te darás cuenta que no estas repitiendo el proceso 10 veces para cada tamaño de `i`

- Los tiempos que estas calculando no los estas almacenando en ningún sitio. Tienes que guardarlos en alguna estructura que te permita recuperarlos después, por ejemplo, un `ArrayList`. Una vez almacenado esos tiempos en la estructura auxiliar, puedes sobrescribir esta variable sin tener que declarar otras más.

- Para calcular la media, tienes que recuperar los tiempos de la estructura auxiliar  y dividirlos por el total de elementos.

```Java
public static void main(String[] args){
	
	ArrayList<Double> tiempos1 = new ArrayList<Double>();
	ArrayList<Double> tiempos2 = new ArrayList<Double>();
	double tiempo, sumatoria1 = 0, sumatoria2 = 0, media1 = 0, media2 = 0;
	int nExperimentos = 10;

	for (int i = 32; i <= 8192; i = i * 2){

			for (int j = 0; j < nExperimentos; j++){

			tiempo = System.nanoTime();
			ordenarMatriz_1(i);
			tiempo = System.nanoTime() - tiempo;
			tiempos1.add(tiempo);

			tiempo = System.nanoTime();
			ordenarMatriz_2(i);
			tiempo = System.nanoTime() - tiempo;
			tiempos2.add(tiempo);

		}
	}

	//Calulo la media para el primer método
	for (double d : tiempos1){
		sumatoria1 +=  d;
		media1 = sumatoria1 / nExperimentos;
	}

	//Calulo la media para el primer método
	for (double d : tiempos2){
		sumatoria2 +=  d;
		media2 = sumatoria2 / nExperimentos;
	}

}
```
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_Edito par añadir funcionalidad de eliminar el max de los tiempos_

Para eliminar el máximo puedes hacerlo de las siguientes manera.

- La mejor forma en la que se ve, un bucle `for` donde recorres el `ArrayList` y lo comparas con el primero elemento, si es mayor, guardas ese valor, en caso contrario, el primer elemento será el mayor de todos.
```Java
double max = tiempos1.get(0);
for (double d : tiempos1){
    if (d > max)
        max = d;
}
tiempos1.remove(max);
```
- Usando Collections se puede hacer en una sola línea:

```Java
import java.util.Collections;
// ....
tiempos1.remove(Collections.max(tiempos1));
```