«SORBLAB» - ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ РАСЧЕТА И ВИЗУАЛИЗАЦИИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КИНЕТИКИ И ИЗОТЕРМ СОРБЦИИ
Авторы:
1.
Воронежский государственный университет инженерных технологий
(кафедра неорганической химии и химической технологии, Аспирант)
аспирант с 01.01.2025 по 01.01.2026
Воронежская область, Россия
аспирант с 01.01.2025 по 01.01.2026
Воронежская область, Россия
2.
Воронежский государственный университет инженерных технологий
3.
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина
Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина
4.
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Тип:
Статья
Страницы:
с 146
по 152
Статус:
Опубликован
Получено:
14.01.2026
Одобрено:
13.02.2026
Опубликовано:
05.04.2026
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
СОРБЦИЯ, КИНЕТИКА СОРБЦИИ, ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС, АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЁТОВ, ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ДАННЫХ
Аннотация:
В данной работе представлен разработанный программный комплекс «SorbLab» для автоматизации обработки, анализа и визуализации экспериментальных данных по кинетике сорбции. Программа, созданная на языке C#, использует библиотеки MathNet.Numerics (для численных расчётов и нелинейной оптимизации методом наименьших квадратов с применением GoldenSectionMinimizer), System.Windows.Forms.DataVisualization. Charting (для построения графиков) и Newtonsoft.Json (для сериализации данных). Комплекс обеспечивает полный цикл работы: от ввода данных (вручную или импортом) и их калибровки с использованием градуировочных зависимостей до интерактивного редактирования кривых, включая выявление и исключение выбросов. «SorbLab» автоматически аппроксимирует кинетические кривые моделями псевдо-первого и псевдо-второго порядков, вычисляя ключевые параметры (qₑ, k₁, k₂) и статистические критерии качества аппроксимации (R², SSE). Реализованный многооконный интерфейс позволяет наглядно сравнивать экспериментальные данные с подобранными моделями и несколько кривых между собой. Программа позволяет сравнивать несколько моделей одновременно, что стимулирует более объективную интерпретацию. Результаты расчётов, включая все параметры и исходные данные, сохраняются в воспроизводимом формате JSON. Валидация на реальных экспериментальных данных подтвердила точность и надёжность алгоритмов, сопоставимую с литературными данными. Инструмент ориентирован на исследователей и преподавателей, сокращая время обработки, минимизируя субъективные ошибки ручных расчётов и стандартизируя анализ. В перспективе планируется расширение комплекса до универсальной платформы для анализа сорбционных процессов, включая модуль расчёта изотерм (с поддержкой ~15 моделей, таких как Лэнгмюра, Фрейндлиха, Темкина, BET), а также модули для анализа кинетики десорбции и динамики сорбции в колонках.
В данной работе представлен разработанный программный комплекс «SorbLab» для автоматизации обработки, анализа и визуализации экспериментальных данных по кинетике сорбции. Программа, созданная на языке C#, использует библиотеки MathNet.Numerics (для численных расчётов и нелинейной оптимизации методом наименьших квадратов с применением GoldenSectionMinimizer), System.Windows.Forms.DataVisualization. Charting (для построения графиков) и Newtonsoft.Json (для сериализации данных). Комплекс обеспечивает полный цикл работы: от ввода данных (вручную или импортом) и их калибровки с использованием градуировочных зависимостей до интерактивного редактирования кривых, включая выявление и исключение выбросов. «SorbLab» автоматически аппроксимирует кинетические кривые моделями псевдо-первого и псевдо-второго порядков, вычисляя ключевые параметры (qₑ, k₁, k₂) и статистические критерии качества аппроксимации (R², SSE). Реализованный многооконный интерфейс позволяет наглядно сравнивать экспериментальные данные с подобранными моделями и несколько кривых между собой. Программа позволяет сравнивать несколько моделей одновременно, что стимулирует более объективную интерпретацию. Результаты расчётов, включая все параметры и исходные данные, сохраняются в воспроизводимом формате JSON. Валидация на реальных экспериментальных данных подтвердила точность и надёжность алгоритмов, сопоставимую с литературными данными. Инструмент ориентирован на исследователей и преподавателей, сокращая время обработки, минимизируя субъективные ошибки ручных расчётов и стандартизируя анализ. В перспективе планируется расширение комплекса до универсальной платформы для анализа сорбционных процессов, включая модуль расчёта изотерм (с поддержкой ~15 моделей, таких как Лэнгмюра, Фрейндлиха, Темкина, BET), а также модули для анализа кинетики десорбции и динамики сорбции в колонках.
Ключевые слова:
СОРБЦИЯ, КИНЕТИКА СОРБЦИИ, ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС, АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЁТОВ, ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ДАННЫХ
СОРБЦИЯ, КИНЕТИКА СОРБЦИИ, ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС, АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЁТОВ, ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ДАННЫХ
