Моделирование подъема воды в гидравлически попарно связанных цилиндрических капиллярах разного радиуса
Аннотация
Введение. Вертикальный восходящий поток воды в ксилеме растений обеспечивается действием сил поверхностного натяжения воды в менисках капилляров. В ряде работ показано, что распределение воды в наклонных капиллярных системах подчиняется общему правилу: в ветвях нижнего уровня продвижение воды максимально. При этом высота подъема воды в вертикальном капилляре пропорциональна количеству боковых ветвей в капиллярной системе. Ряд вопросов остаются открытыми. В их числе: роль окаймленных пор, обеспечивающих гидравлическую связь между сосудами; влияние размеров пор и параметров гидравлически связанных сосудов на подъем в них воды.
Материалы и методы. Рассмотрена модель системы, состоящей из двух вертикальных капилляров разного радиуса. Они соприкасаются боковыми стенками и погружены в воду. Выполнены расчеты, описывающие соотношения элементов данной системы.
Результаты исследования. Установлено, что высота подъема воды в гидравлически связанных капиллярах в общем случае различна.
Обсуждение и заключения. Показана зависимость: чем меньше разность высот между порами и чем ближе пора к поверхности воды, тем выше поднимается вода в капиллярах.
Об авторах
И. А. Кипнис
ООО «Научно-производственная фирма “КАСИОР”»
Россия
Россия
Кипнис Иосиф Аншелевич, заместитель генерального директора. директор по науке, кандидат технических наук
119571, г. Москва. Лениский пр-т, 154
Ю. М. Вернигоров
Донской государственный технический университет
Россия
Россия
Вернигоров Юрий Михайлович, профессор кафедры «Физика», доктор технических наук, профессор
344000 г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Список литературы
1. Harvay, B.-R. The theory of rise of sap in trees: Some historical and conceptual remarks / B. R. Harvay // Physics in Perspective. — 2013. — № 15. — P. 320–358.
2. Myburg, A.-A. Xylem Structure and Function. Encyclopedia of life science / A.-A. Myburg, R. Sederoff. — London : Nature Publishing Group, 2001. — P. 1–9.
3. Тимонин, А. К. Ботаника : в 4 т. Т. 3. Высшие растения / А. К. Тимонин. — Москва : Академия. — 2007. — 352 с.
4. Taiz, L. Plant Physiology / L. Taiz, E. Zeiger. — 3rd Edition. — Sunderland : Sinauer Associated, 2002. — 690 p.
5. Уголев, Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение / Б. Н. Уголев. — 3-е изд., стер. — Москва : Академия, 2010. — 272 с.
6. Ботаника. Учебник для вузов. На основе учебника Э. Страсбургера [и др.] : в 4 т. / П. Зитте [и др.]. — Москва : Академия, 2008. — Т. 1. — 367 с.
7. Borghetty, M. Water transport in plant under climatic stress / M. Borghetty, J. Grace, A. Raschi / Cambridge : Cambridge University Press, 1993. — P. 300.
8. Combined application of computer tomography and light microscopy for analysis of condition xylem area in coarse root of European beech and Norway spruce / P.-S. Nicolova [et al.] // European Journal of Forest Research. — 2009. — № 128. — P. 145–153.
9. Кипнис, И. А. Механизм продвижения воды в капиллярах ксилемы растений / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров / Вестник Дон. гос. техн. ун-та, 2014. — Т. 14, № 3 (78). — С. 78–88.
10. Кипнис, И. А. Подъем воды в ксилеме растений с трахеидальной проводимостью / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров / Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2015. — Т. 15, № 2 (81). — С. 131–145.
11. Яворский, Б. М. Справочник по физике / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. — Москва : Наука, 1968. — 940 с.
Рецензия
Для цитирования:
Кипнис И.А., Вернигоров Ю.М. Моделирование подъема воды в гидравлически попарно связанных цилиндрических капиллярах разного радиуса. Вестник Донского государственного технического университета . 2018;18(1):124-131. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2018-18-1-124-131
For citation:
Kipnis I.A., Vernigorov Yu.M. Modeling of water rising in hydraulically coupled cylindrical capillaries of different radii. Vestnik of Don State Technical University . 2018;18(1):124-131. (In Russ.) https://doi.org/10.23947/1992-5980-2018-18-1-124-131
Просмотров: 360
Послать статью по эл. почте 