本文關(guān)鍵詞：耐冬莖部傳熱傳質(zhì)特性研究

  更多相關(guān)文章： 耐冬 莖部 傳熱傳質(zhì) 熱動力學(xué) 物性參數(shù)

【摘要】：植物傳熱傳質(zhì)學(xué)已經(jīng)開展基于植物葉片、根系的植物及其與周圍環(huán)境間的傳熱傳質(zhì)特性研究。本文以耐冬莖部作為研究對象,定向分析了耐冬莖部軸向莖流速率變化規(guī)律以及徑向方向上的熱量傳輸特性,在整體上采用“理論建�！抡婺M—實驗驗證”的常規(guī)研究方法。實驗測定莖部的物性參數(shù)和溫度場,應(yīng)用串聯(lián)熱阻分析理論計算莖部各部分的導(dǎo)熱熱阻。研究得出以下結(jié)果和結(jié)論:(1)耐冬莖部比熱分布總體表現(xiàn)為:邊材樹皮心材,樹皮部位比熱值在溫度為-1℃處達到最大值;(2)莖部組織呈現(xiàn)較低有效導(dǎo)熱系數(shù);莖部有效導(dǎo)熱系數(shù)在大氣溫度為4℃時出現(xiàn)驟降情況;(3)白天時段,莖部平均溫度高于大氣溫度;夜晚時段,莖內(nèi)部溫度與大氣溫度相接近;莖內(nèi)部溫度與大氣溫度變化趨勢相同,但表現(xiàn)出明顯的滯后性;(4)耐冬莖部軸向方向上熱流傳遞具有方向可逆和良好的均溫性的特點;(5)在白天時段,耐冬莖部在徑向上最高溫度出現(xiàn)在邊材部位,在晚間時段,徑向上最高溫度位于髓心處;(6)夏季不同大氣溫度對應(yīng)下耐冬莖部各部位的導(dǎo)熱熱阻存在明顯差異,總體表現(xiàn)為邊材導(dǎo)熱熱阻最小,心材次之而樹皮部的導(dǎo)熱熱阻最大。利用熱平衡法測定莖部熱量分布情況并推導(dǎo)莖流速率,同時對影響植物莖流速率的環(huán)境因子的變化進程進行監(jiān)測,分析光照強度、大氣溫度和土壤溫度對莖流速率的影響。研究結(jié)果表明:(1)植物莖部液流速率在單日內(nèi)的變化曲線呈“多峰曲線”形式,液流速率隨光照強度變化趨勢與隨著環(huán)境溫度的變化趨勢相同,但具有明顯的時滯效應(yīng);(2)植物莖流速率隨土壤溫度的變化關(guān)系呈“單峰曲線”形式,土壤溫度過高和過低都會對液流速率升高起到抑制作用;(3)光照強度、環(huán)境溫度和土壤溫度的增大均能提高耐冬莖流速率,其中,環(huán)境溫度對耐冬莖流速率影響程度最大,其次是光照強度的影響。從微觀傳熱傳質(zhì)角度出發(fā),在建立莖部物理模型的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出耐冬莖部多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型。對夏季和冬季特定環(huán)境條件下,莖部溫度分布和液流輸運情況進行仿真模擬,驗證熱動力學(xué)實驗方法獲得的液流輸運關(guān)系式,得到以下結(jié)論:(1)冬季環(huán)境條件下,對莖部溫度場起到主要影響作用的是液流流動,樹皮組織熱阻較大對于耐寒植物具有良好的蓄熱保溫作用;(2)在軸向方向上,莖部溫度由下至上逐漸降低(T1T2T3);在徑向方向上,表現(xiàn)為邊材部位溫度最高;(3)莖部邊材區(qū)液流流動緩慢,速度分布表現(xiàn)出對稱性;在近壁面處,液流速度接近于0;液流入口和出口處,流動方向出現(xiàn)波動;在流動達到穩(wěn)定狀態(tài)的莖部中間區(qū)域,液流流動方向整體與外壁面平行。
【關(guān)鍵詞】：耐冬 莖部 傳熱傳質(zhì) 熱動力學(xué) 物性參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：Q945;TK124
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 植物抗寒性研究14-16
• 1.2.1 低溫寒害發(fā)生機理14-15
• 1.2.2 植物抗寒性作用機理15-16
• 1.3 植物傳熱傳質(zhì)學(xué)研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 植物多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)理論17-18
• 1.3.2 熱動力學(xué)測量方法18-20
• 1.4 課題研究內(nèi)容20-21
• 2 耐冬莖部傳熱傳質(zhì)機制21-29
• 2.1 研究對象的選取21
• 2.2 莖部在植物生理代謝中的作用21-22
• 2.3 植物莖部組成結(jié)構(gòu)22-24
• 2.3.1 植物莖部微觀結(jié)構(gòu)23-24
• 2.3.2 植物莖部維管系統(tǒng)24
• 2.4 植物莖內(nèi)部及其與環(huán)境間的熱質(zhì)交換24-27
• 2.4.1 植物莖內(nèi)部傳熱傳質(zhì)機制25-26
• 2.4.2 植物莖與環(huán)境間的傳熱機制26-27
• 2.5 耐冬莖部傳熱傳質(zhì)物理模型27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 3 耐冬莖部物性參數(shù)的實驗測定29-35
• 3.1 耐冬莖部樹材密度測定29-30
• 3.2 耐冬莖部比熱的測定30-31
• 3.2.1 DSC1差示掃描量熱儀30
• 3.2.2 實驗數(shù)據(jù)處理及分析30-31
• 3.3 耐冬莖部有效導(dǎo)熱系數(shù)的測定31-34
• 3.3.1 KD2 Pro熱特性分析儀31-32
• 3.3.2 測量耐冬莖部有效導(dǎo)熱系數(shù)32
• 3.3.3 實驗數(shù)據(jù)處理及分析32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 耐冬莖部溫度測定及傳熱熱阻分析35-46
• 4.1 耐冬莖部溫度分布的實驗研究35-41
• 4.1.1 測定植物莖部溫度的意義35
• 4.1.2 溫度測量儀器35-36
• 4.1.3 實驗測量冬季耐冬莖部溫度分布36-38
• 4.1.4 數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析38-41
• 4.1.5 誤差分析41
• 4.2 耐冬莖部等效熱阻比擬分析41-44
• 4.2.1 等效熱阻比擬理論41-42
• 4.2.2 莖部等效熱阻模型建立依據(jù)42
• 4.2.3 莖部等效熱阻的理論計算42-44
• 4.3 本章小結(jié)44-46
• 5 熱動力學(xué)法測定植物莖部液流速率46-58
• 5.1 熱動力學(xué)法測定植物莖流概述46
• 5.2 熱平衡法測定耐冬莖流速率46-50
• 5.2.1 莖熱平衡法測量原理47-48
• 5.2.2 SHB測量裝置安裝48-49
• 5.2.3 SHB測量裝置測定耐冬莖流速率49-50
• 5.3 結(jié)果與分析50-57
• 5.3.1 影響植物莖部液流輸運速率的環(huán)境因子52-56
• 5.3.2 植物莖部液流輸運關(guān)系式56
• 5.3.3 誤差分析56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 6 耐冬莖部傳熱傳質(zhì)仿真模擬58-68
• 6.1 物性參數(shù)選取58-59
• 6.2 植物莖部邊材傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型59-60
• 6.2.1 液流連續(xù)性方程59
• 6.2.2 動量守恒方程59-60
• 6.2.3 能量守恒方程60
• 6.3 仿真模擬60-66
• 6.3.1 前處理60-62
• 6.3.2 模型驗證62-63
• 6.3.3 液流速率與大氣溫度輸運關(guān)系式驗證63-64
• 6.3.4 冬季莖部溫度場及水分輸運情況的仿真模擬64-66
• 6.4 本章小結(jié)66-68
• 7 總結(jié)與展望68-71
• 7.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點68-70
• 7.1.1 主要結(jié)論68-70
• 7.1.2 創(chuàng)新點70
• 7.2 展望70-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李雙;肖洪浪;王芳;周茂先;;熱平衡莖流儀測量精度及誤差來源分析[J];中國沙漠;2014年06期

2 徐呈祥;;提高植物抗寒性的機理研究進展[J];生態(tài)學(xué)報;2012年24期

3 楊啟良;張富倉;劉小剛;王璽;張楠;戈振揚;;植物水分傳輸過程中的調(diào)控機制研究進展[J];生態(tài)學(xué)報;2011年15期

4 孫殷;陳教料;陳琦;;植物木質(zhì)部水分傳輸數(shù)值模擬研究進展[J];農(nóng)機化研究;2011年01期

5 劉安;劉旭;黃嵐;文星;師玉玲;王忠義;王成;侯瑞鋒;;基于熱平衡法檢測植物莖流傳感器的標定[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2010年S2期

6 郭維俊;王芬娥;黃高寶;馬守才;郭蘭中;;小麥葉片力學(xué)性能及其微觀結(jié)構(gòu)研究[J];中國農(nóng)機化;2010年04期

7 蔡錫安;趙平;陸平;曾小平;;Granier樹干液流測定系統(tǒng)在樹木蒸騰研究中常見問題的解決方案[J];熱帶亞熱帶植物學(xué)報;2010年03期

8 馬振東;石艷霞;;植物抗寒性的研究進展[J];林業(yè)科技情報;2010年01期

9 程民治;朱愛國;王向賢;;物理學(xué)與生命科學(xué)的互相影響和促進[J];現(xiàn)代物理知識;2009年04期

10 鄧東周;范志平;王紅;孫學(xué)凱;高俊剛;曾德慧;;林木蒸騰作用測定和估算方法[J];生態(tài)學(xué)雜志;2008年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱光明;生物組織傳熱及其若干應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2004年

，

本文編號：998127