<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Don State Technical University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Vestnik of Don State Technical University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Донского государственного технического университета</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1992-5980</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">6623</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/12598</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Процессы и машины агроинженерных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROCESSES AND MACHINES OF AGRO-ENGINEERING SYSTEMS</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Процессы и машины агроинженерных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Calculation of water rise in curvilinear capillaries by tangent angle to the meniscus</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Расчет подъема воды в криволинейных капиллярах по углу наклона касательной к мениску</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Кипнис</surname>
       <given-names>Иосиф Аншелевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kipnis</surname>
       <given-names>Iosif Аншелевич</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>ikipnis@yandex.ru</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-8557-3670</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Вернигоров</surname>
       <given-names>Юрий Михайлович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Vernigorov</surname>
       <given-names>Yuriy Mihailovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>jvernigorov@dstu.edu.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Донской государственный технический университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Don State Technical University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2015-10-12T00:00:00+03:00">
    <day>12</day>
    <month>10</month>
    <year>2015</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2015-10-12T00:00:00+03:00">
    <day>12</day>
    <month>10</month>
    <year>2015</year>
   </pub-date>
   <volume>15</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>89</fpage>
   <lpage>95</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/6623/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/6623/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>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&#13;
разных уровней определены координаты менисков воды в&#13;
этих уровнях относительно осей y и x, связанных, соответственно, с осью вертикального капилляра и поверхностью&#13;
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&#13;
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&#13;
этого угла показывает, что вода в криволинейных ветвях продвигается тем меньше, чем больше номер уровня.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The work objectives are the simulation of the water distribution&#13;
in the symmetric multilevel capillary systems with curvilinear&#13;
capillaries, and the calculation of water rise in the curvilinear&#13;
capillaries by the angle of inclination to the horizontal tangent to&#13;
the water meniscus in the capillary. For a complete description of&#13;
the water advance in the curvilinear branches of different levels,&#13;
the coordinates of the water menisci in those levels about the&#13;
axes y and x related respectively to the vertical capillary axis and&#13;
the water surface are determined. Ceteris paribus, the value of&#13;
water movement in the curvilinear capillaries is always greater&#13;
than in the straight ones. The results obtained are useful in studying&#13;
the conductivity of xylem vessels and the promotion of soil&#13;
moisture in the plant structures which is directly related to the&#13;
rising and distribution of water in the xylem. It is shown that with&#13;
increase of the number of levels, the tangent angle to the water&#13;
menisci in the curvilinear branches is reduced in comparison with&#13;
the first curvilinear branch. The reduction of this angle indicates&#13;
that the water in the curvilinear branches is moving the less, the&#13;
higher the level number is.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>многоуровневый криволинейный капилляр</kwd>
    <kwd>ветвь</kwd>
    <kwd>ксилема</kwd>
    <kwd>транспирация</kwd>
    <kwd>растение</kwd>
    <kwd>модель</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>multilevel curvilinear capillary</kwd>
    <kwd>branch</kwd>
    <kwd>xylem</kwd>
    <kwd>transpiration</kwd>
    <kwd>plant</kwd>
    <kwd>model.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение. Поступление и продвижение почвенной влаги в растении изучается не менее 200 лет. Результаты исследований изложены в монографиях по физиологии растений — например, [1, 2]. Но интерес к продолжению изысканий в этой области не ослабевает. Так, при изучении проводимости сосудов ксилемы экспериментально установлено, что диаметр и проводимость сосудов первичной и вторичной ксилем связаны с количеством почвенной влаги [3, 4]. В [5]рассматривается роль древесных структур как хранилищ воды. Данный вопрос напрямую связан с ее подъемом и рас-пределением в ксилеме. В работах [6, 7] нами исследованы модели продвижения воды в ветвящихся многоуровневых прямолинейных капиллярных системах. Показано, что распределение воды в наклонных ветвях подчиняется общемуправилу: в ветвях самого нижнего уровня вода продвигается дальше, чем в ветвях уровней, расположенных выше.При этом вода в вертикальном капилляре поднимется тем выше, чем больше боковых ветвей в капиллярной системе.Авторами [7] рассмотрены модели продвижения воды в капиллярных системах древесных стволов с учетом возможности ее горизонтального перемещения в сосудах ксилемы. Получено соотношение площадей капилляров по высотествола, обеспечивающее подъем воды в сосудах ксилемы. Выявлены соотношения для определения продвижения воды в криволинейных капиллярах, описываемых различными математическими функциями. В частности, рассмотреныветви, вид которых описывается степенными и показательными функциями. Распределение воды в таких криволинейных ветвях и вертикальном капилляре аналогично полученному в [6]. Отличие состоит в том, что при прочих равныхусловиях объем воды в криволинейных капиллярах всегда больше, чем в прямолинейных. Авторы [8] с помощью фазово-контрастной рентгеновской томографии изучили механизм движения воды в сосудах растения и положение водного мениска в эмболированных газом сосудах.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Кузнецов, В. В. Физиология растений / В. В. Кузнецов, Г. А. Дмитриева. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Высшая школа, 2006. - 742 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kuznetsov, V.V., Dmitriyeva, G.A. Fiziologiya rasteniy. [Plant  Physiology.] 2nd revised and enlarged ed. Moscow: Vysshaya shkola, 2006, 742 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Taiz, L. Plan Physiology / L. Taiz, E. Zeiger - 3rd edition. -  Sinauer Associates Inc., 2002. - 690 p.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Taiz, L., Zeiger, E. Plant Physiology, 3rd ed. Sinauer Associates Inc., 2002, 690 p.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rajaei, H., et al. Comparison of root anatomy and xylem vessel structure in rain-fed and supplementary irrigated -Yaghooti - Syah Shiraz‖ grapevine. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 2013, vol. 54, iss. 4, pp. 297-302.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gloser, V., et al. Analysis of anatomical and functional traits of  xylem in Humulus lupulus L. stems. Plant, Soil and Environment, 2011, no. 57 (7), pp. 338-343.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Scholz, F.-G., et al. Hydraulic capacitance: Biophysics and Functional Significance of Internal Water Sources in Relation to Tree Size. Tee Physiology, 2001, vol. 4, pp. 341-361.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vernigorov, Y.M., Kipnis, I.A. Matematicheskoe modelirovanie raspredeleniya zhidkosti v vetvyashchikhsya kapillyarnykh sistemakh. [Mathematical modeling of liquid distribution in branch capillary  systems.] Vestnik of DSTU, 2010, vol. 10, no. 8 (51), pp. 1195 - 1206 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vernigorov Y.M., Kipnis, I.A. Kapillyarnaya model&amp;#180; drevesnykh stvolov. [Capillary model of tree trunks.] Vestnik of DSTU, 2012, no. 6 (67), pp. 24 - 40 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kipnis, I.A., Vernigorov Y.M. Matematicheskaya model&amp;#180; pod&amp;#180;&amp;#180;ema vody v prostykh krivolineynykh kapillyarakh. [Water rise mathematical model in simple curvilinear capillaries.] Vestnik of DSTU, 2013, no. 5/6 (74), pp. 110-118 (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lee, S.-J., Kim, Y. In vivo visualization of the water-refilling process in xylem vessels using X-ray micro-imaging. Annals of Botany, 2008, vol. 101, pp. 595-602.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев // Санкт-Петербург : Лань, 2009. - 608 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bronstein, I.N., Semendyaev, K.A. Spravochnik po matematike dlya inzhenerov i uchashchikhsya vuzov. [Handbook on mathematics for engineers and students of higher educational institutions.] St. Petersburg: Lan&amp;#180;, 2009, 608 p. (in Russian).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
