MATHEMATICAL MODELING OF WATER RISE IN CAPILLARIES IN FORM OF CYLINDRICAL VERTICAL SPIRAL
Abstract
A plant xylem is a complex system of pipes in which the movement of water occurs both vertically and horizontally. Rectilinear capillaries are arranged vertically in the trunks of lots of plants. However, a stem crown growing upwards can execute an independent circular motion called circular nutation. Some plants always wind around the bearer resulting in the spiral growth. The xylem of such plants should conform to their curved parts. A spiral water rise occurs in the rectilinear stems of some plants as well. Currently, the calculation of the water rise in the spiral capillaries is not described in the scientific literature. The problem on the mathematical modeling of the water rise in capillaries having the form of a cylindrical spiral is solved in the paper. It is shown that more water moves through the spiral capillary than through the rectilinear and curvilinear capillaries of the same length.
About the Authors
Iosif Anshelevich KipnisRussian Federation
Yury Mikhaylovich Vernigorov
Russian Federation
References
1. Вернигоров, Ю. М. Математическое моделирование распределения жидкости в ветвящихся капиллярных системах / Ю. М. Вернигоров, И. А. Кипнис // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2010. — Т. 10, № 8 (51). — С. 1195‒1206.
2. Вернигоров, Ю. М. Капиллярная модель древесных стволов / Ю. М. Вернигоров, И. А. Кипнис // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2012. — № 6 (67). — С. 26‒40.
3. Кипнис, И. А. Продвижение воды в системе несимметричных линейных капилляров / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2013. — № 3—4 (72—73). — С. 54‒63.
4. Кипнис, И. А. Капиллярная модель габитуса растений / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров // Известия Юж. федер. ун-та. Техн. науки. — 2013. — № 9. — С. 250‒255.
5. Кипнис, И. А. Математическая модель подъёма воды в простых криволинейных капил-лярах / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2013. — № 5/6 (74). — С. 110‒120.
6. Лотова, Л. И. Ботаника. Морфология и анатомия высших растений : учеб. пособие для студентов биолог. фак. ун-тов. / Л. И. Лотова. — 4-е изд., доп. — Москва : Либроком, 2010. — 512 с.
7. Тимонин, А. К. Ботаника: учеб. для студентов вузов. В 4 т. Т. 3. Высшие растения / А. К. Тимонин. — Москва : Академия, 2007. — 352 с.
8. Даддингтон, К. Эволюционная ботаника / К. Даддингтон ; пер. с англ. Е. Е. Беренгартен ; под ред. Т. И. Серебряковой. — Москва : Мир, 1972. — 307 с.
9. Якушкина, Н. И. Физиология растений : учеб. для студентов вузов / Н. И. Якушкина, Е. Ю. Бахтенко. — Москва : Владос, 2005. — 463 с.
10. Зитте, П. Ботаника : учеб. для вузов : в 4 т. Т. 2 : Физиология растений / П. Зитте [и др.] ; на основе учеб. Э. Страсбургера [и др.] ; под ред. В. В. Чуба. — Москва : Академия, 2008. — 496 с.
11. Крамер, П. Д. Физиология древесных растений / П. Д. Крамер, Т. Т. Козловский. — Москва : Лесная промышленность, 1983. — 464 с.
Review
For citations:
Kipnis I.A., Vernigorov Yu.M. MATHEMATICAL MODELING OF WATER RISE IN CAPILLARIES IN FORM OF CYLINDRICAL VERTICAL SPIRAL. Vestnik of Don State Technical University. 2014;14(2):139-144. https://doi.org/10.12737/4542
Email this article 