番茄叶片和果实热容量的热平衡测定方法.pdf

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1、第28卷2012年第2期1月农业工程学报Transactionsof也eCSAE、，01．28No．2Jan．2012279番茄叶片和果实热容量的热平衡测定方法陈景玲，王谦※，朱秀红，赵勇，吴明作，杨喜田，张军(河南农业大学林学院，郑州450002)摘要：为了分析植物器官体温形成机制的需要，即在植物与环境间热平衡分析时，有准确的植物器官热容量参数，该文采用热平衡法测定了番茄叶片和果实的热容量参数。考虑胁迫生态环境植物传热分析问题，也选择了侧柏等生态恢复先锋树种，以及作为参照的肉质植物芦荟的热容量参数

2、。结果表明，番茄叶片热容为3253．7士97．10J／(kg℃)，与针叶植物侧柏和肉质叶植物芦荟叶片的热容相近；番茄果实热容为3517．4士68．50J／(kg'C)。热平衡法可以用来测定植物器官的热容量；其热容量均低于水的热容量。对前人用热平衡法测定生物质热物性参数的方法，进行了改进和完善。该文既为其他生物质的热容量测定提供了试验方法，也为植物气候空间研究提供了热物性参数基础数据。关键词：果实，测定方法，热交换，番茄，叶片，热容量，热平衡doi：10．3969巧．issn．1002—6819．20

3、12．02．048中图分类号：$265．5+l，S16文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一02—0279--05陈景玲，王谦，朱秀红，等．番茄叶片和果实热容量的热平衡测定方法CJ]．农业工程学报，2012，28(2)：279--283．ChenJingling，WangQian，ZhuXiuhong，eta1．Studyonthespecificheatoftomatoleafandfruitwithheatbalancemethod[J]．TransactionsoftheCS

4、AE，2012，28(2)：279--283．(inChinesewithEnglishabstract)0引言随着生物传热学和精确农业发展，需要更准确地了解温度对作物的影响。这就要求研究植物与环境间的传热，进而弄清植物体温的形成机制。植物与环境间传热方式有传导、对流、辐射和蒸散潜热四种，共同作用于植物器官，形成植物器官的体温。在这个分析过程中，必须有植物器官热容量、导热系数、和对流换热系数等生物质热物性参数。例如，在植物对高低温适应性、灾害、保护措施等研究中，都需要进行植物与环境的传热过程分析。这

5、些分析必然离不开前文所述植物器官的各种热物性参数。如Pennes传热模型的应用就要求知道所研究生物质的热容量，才能分析其热流分支项和该生物质的温度变化。但是，目前没有植物器官的准确的热容量参数。当进行这方面的研究时，所用到的热物性参数只好参考生物医学中的类似参数。由于生物质种类不同，其热物性参数必然不同，直接引用其他生物的热物性参数必然给试验研究带来误差。所以，研究测定植物器官热容量参数的方法是很有必要的。前人在这方面已经作了一些工作。在生物质贮藏过程中，需要了解热容量，有人设计专门装置测定谷物的热

6、容量【11，研究了大麦的热容【2】；生物组织解冻过程【31，需要知道生物组织的热容，包括血液的热容，均为生物收稿日期：2011-01．06修订日期：2011．11-27基金项目：国家自然科学基金(31071321)作者简介：陈景玲(1964一)，女，河南省洛阳人，副教授，学士，主要从事植物生态研究。郑州河南农业大学林学院，450002。Email：chenjinglin95@163．coin※通信作者：王谦(1963一)，男，吉林省辉南人，副教授。博士，主要从事植物生态研究。郑州河南农业大学林学院，

7、450002。Email：wangqianhau@163．c,onl质的热容；生物个体发育过程中熵研究[4】也需要热容参数。此外，为了利用植物桔杆，生物质热解成为研究热点。生物质热解时传热分析也需要热容量参数。例如：Lauthouwers等研究葡萄皮的快速热解；Janse等研究木材颗粒的快速热解；Jalan等研究柱状小颗粒物热解过程等【5。1们。但不同生物质废弃物热容量不同，不同的研究者在计算时采用的热容量数值之间差异较大。对于生物质流体，有人用微珠形热敏电阻测定其热物性参数，为进行不同化合物的传热

8、研究，预测其热容量的拓扑指数i11]。这些研究对活体植物热容量测定有一定的启示作用，但不能直接用于其测量。张敏等开展了较多的活体生物质热物性参数测定，主要进行的是导热率测定【12。51。易维明研究了非活体生物质的热物性参数的热平衡测定方法【16】，和生物质导热系数的测定方法【171。其测定的生物质材料是玉米芯等。对于植物器官，如果测定温度不超过生物学上、下限温度，就不会对生物质造成破坏，因而其方法可以用于植物器官热容量测定。而且植物器官由于含水量大，导热系数也大于干燥