Расчет подъема воды в криволинейных капиллярах по углу наклона касательной к мениску

Целями данной работы являются моделирование распределения воды в многоуровневых симметричных капиллярных системах с криволинейными капиллярами, а также расчет подъема воды в криволинейных капиллярах по углу наклона к горизонтали касательной к мениску воды в капилляре. Для полного описания продвижения воды в криволинейных ветвях разных уровней определены координаты менисков воды в этих уровнях относительно осей y и x , связанных, соответственно, с осью вертикального капилляра и поверхностью воды. При прочих равных условиях величина продвижения воды в криволинейных капиллярах всегда больше, чем в прямолинейных. Полученные результаты полезны при изучении проводимости сосудов ксилемы и продвижения почвенной влаги в структурах растения, что напрямую связано с подъемом и распределением воды в ксилеме. Показано, что по мере увеличения количества уровней угол наклона касательной к менискам воды в криволинейных ветвях уменьшается по сравнению с первой криволинейной ветвью. Уменьшение этого угла показывает, что вода в криволинейных ветвях продвигается тем меньше, чем больше номер уровня.

многоуровневый криволинейный капилляр, ветвь, ксилема, транспирация, растение, модель, multilevel curvilinear capillary, branch, xylem, transpiration, plant, model

1. Кузнецов, В. В. Физиология растений / В. В. Кузнецов, Г. А. Дмитриева. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Высшая школа, 2006. - 742 с.

2. Taiz, L. Plan Physiology / L. Taiz, E. Zeiger - 3rd edition. - Sinauer Associates Inc., 2002. - 690 p.

3. Comparison of root anatomy and xylem vessel structure in rain-fed and supplementary irrigated «Yaghooti - Syah Shiraz» grapevine / H. Rajaei [et al.] // Horticulture, Environment and Biotechnology. - 2013. - Vol. 54, issue 4. - P. 297-302.

4. Gloser, V. Analysis of anatomical and functional traits of xylem in Humulus lupulus L. stems / V. Gloser [et al.] // Plant, Soil and Environment. - 2011. - 57 (7). - P. 338-343.

5. Hydraulic capacitance: Biophysics and Functional Significance of Internal Water Sources in Relation to Tree Size / F.-G. Scholz [et al] // Tee Physiology. - 2001. - Vol. 4. - P. 341-361.

6. 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.

7. Вернигоров, Ю. М. Капиллярная модель древесных стволов / Ю. М. Вернигоров, И. А. Кипнис // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2012. - № 6 (67). - С. 24-40.

8. Кипнис, И. А. Математическая модель подъема воды в простых криволинейных капиллярах / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2013. - № 5/6 (74). - С. 110-118.

9. Lee, S-J. In vivo visualization of the water-refilling process in xylem vessels using X-ray micro-imaging / S-J. Lee, Y. Kim // Annals of Botany. - 2008. - Vol. 101. - P. 595-602.

10. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев // Санкт-Петербург : Лань, 2009. - 608 с.