Table of content

Al-Khwarizmi Engineering Journal

مجلة الخوارزمي الهندسية

ISSN: 18181171 23120789
Publisher: Baghdad University
Faculty: Engineering - Al-Khawarizmi
Language: Arabic and English

This journal is Open Access

About

Al-Khwarizmi Engineering Journal (KEJ) is publishing by the AL-Khwarizmi college of Engineering – University of Baghdad. KEJ is open access; peer reviewed and published quarterly online and in print version. Manuscripts may be submitting in English language. KEJ is devoted to the publication of high quality scientific papers on theoretical as well as practical developments in all areas of Engineering and Technology that has not previously been published and not been submitted for publication elsewhere in any format and that there are no ethical concerns with the contents or data collection. At least two referees, who known scholars in their fields, evaluate each paper.
Ethics
Publishing responsibilities of authors
The publication of an article in a peer-reviewed journal is an essential building block in the development of a coherent and respected network of knowledge. It is a direct reflection of the quality of work of the author and the institutions that support them. Peer-reviewed articles support and embody the scientific method. It is therefore important to agree upon standards of expected ethical behavior. Not allowed offensive, abusive, racist or obscene or sexual connotations.
Journal URL:
http://www.iasj.net/iasj؟func=issues&jId=19&uiLanguage=en , http://www.alkej.com

Loading...
Contact info

Website: http://alkej.uobaghdad.edu.iq
e-mail: Sci_journal@kecbu.uobaghdad.edu.iq
Mobile: 07827211405
P.O.Box: 47008-Jaderiyah
Baghdad-Iraq

Table of content: 2010 volume:6 issue:1

Article
Estimation of Extract Yield and Mass Transfer Coefficient in Solvent Extraction of Lubricating Oil
تخمين ناتج الاستخلاص و معامل انتقال المادة في عملية الاستخلاصبالمذيب لزيت التزييت

Loading...
Loading...
Abstract

An investigation was conducted to suggest relations for estimating yield and properties of the improved light lubricating oil fraction produced from furfural extraction process by using specified regression.
Mass transfer in mixer-settler has been studied. Mass transfer coefficient of continuous phase, mass transfer coefficient of dispersed phase and the overall mass transfer coefficient extraction of light lubes oil distillate fraction by furfural are calculated in addition to all physical properties of individual components and the extraction mixtures.
The effect of extraction variables were studied such as extraction temperature which ranges from 70 to 110°C and solvent to oil ratio which ranges from 1:1 to 4:1 (wt/wt) were studied.
The results of this investigation show that the extract yield E decreased with decreasing solvent to oil ratio in extract layer and increased with increasing temperature. The fraction of total solvent in the raffinate phase decreased with increasing oil to solvent ratio in raffinate layer and increased with increasing temperature. Solvent to oil ratio in extract layer decreased with increasing temperature and increased with increasing solvent to charge oil ratio at constant temperature. Oil to solvent ratio in raffinate decreased with increasing temperature and increased with increasing solvent to charge oil ratio at constant temperature.
Estimated functions are the best modeling function for prediction extraction data at various operating conditions.
Mass transfer coefficient of continuous phase kc and mass transfer coefficient of dispersed phase kd are increased with increasing temperature and solvent charge to oil ratio at constant temperature. The over all mass transfer coefficient Kod is increased with increasing temperature and solvent to charge oil ratio; while Kod a is increased with temperature and decreased with solvent to charge oil ratio.
تناول هذا البحث ايجاد علاقات لحساب الناتج والخواص لمقطع زيت التزييت الخفيف المحسن من عملية الاستخلاص بالفرفورال باستخدام موديلات رياضية.تم دراسة انتقال المادة في نظام الخلط والفصل تم حساب معامل انتقال المادة في الطور المستمر ومعامل انتقال المادة في الطور المشتت ومعامل انتقال المادة الكلي لعملية الاستخلاص لمقطع زيت التزيت الخفيف بواسطة الفرفورال بالاضافة الى كل الخواص الفيزياوية للمركبات كل على حده وخلائط نظام الاستخلاص . تم دراسة المتغيرات المؤثرة على عملية الاستخلاص والتي هي درجة حرارة الاستخلاص وتتراوح من 70 الى 110°م، والمتغير الأخر هو نسبة المذيب الى الزيت وتتراوح من 1:1 الى 1:4 . اظهرت نتائج هذا البحث بان ناتج الاستخلاص يقل بنقصان نسبة المذيب الى زيت التزييت في طبقة المستخلص ويزداد بزيادة درجة الحرارة . إن نسبة المذيب الكلي في طور الرافيينت يقل بزيادة نسبة زيت التزييت الى المذيب في طبقة الرافيينت ويزداد بزيادة درحة الحرارة .إن نسبة المذيب إلى الزيت في طور الاستخلاص يقل بزيادة درجة الحرارة ويزداد بزيادة نسبة المذيب الى زيت التزييت اللقيم بثبوت درجة الحرارة. إن نسبة زيت التزييت الى المذيب في الرافينيت يقل بزيادة درجة الحرارة ويزداد بزيادة نسبة المذيب الى زيت التزييت اللقيم بثبوت درجة الحرارة . ان الدوال الرياضية التي تم اقتراحها هي تعتبر من افضل الموديلات الرياضية لتمثيل نظام الاستخلاص هذا بمختلف الظروف التشغيلية. يزداد معامل انتقال المادة في الطور المستمر ومعامل انتقال المادة في الطور المشتت بزيادة درجة الحرارة ونسبة المذيب الى زيت التزييت اللقيم بثبوت درجة الحرارة. يزداد معامل انتقال المادة الكلي بزيادة درجة الحرارة ونسبة المذيب الى زيت التزييت اللقيم بينما يزدادa Kod بزيادة درجة الحرارة ويقل بزيادة نسبة المذيب الى زيت التزييت اللقيم.


Article
Heat Transfer of Single and Binary Systems inPool Boiling
ومعالجات الماء المنتج من الحقول النفطية

Loading...
Loading...
Abstract

The present research focuses on the study of the effect of mass transfer resistance on the rate of heat transfer in pool boiling. The nucleate pool boiling heat transfer coefficients for binary mixtures (ethanol-n-butanol, acetone-n-butanol, acetone-ethanol, hexane-benzene, hexane-heptane, and methanol-water) were measured at different concentrations of the more volatile components. The systems chosen covered a wide range of mixture behaviors.
The experimental set up for the present investigation includes electric heating element submerged in the test liquid mounted vertically. Thermocouple and a digital indictor measured the temperature of the heater surface. The actual heat transfer rate being obtained by multiplying the voltmeter and ammeter readings. A water cooled coil condenses the vapor produced by the heat input and the liquid formed returns to the cylinder for re-evaporation.
The boiling results show that the nucleate pool boiling heat transfer coefficients of binary mixtures were always lower than the pure components nucleate pool boiling heat transfer coefficients. This confirmed that the mass transfer resistance to the movement of the more volatile component was responsible for decrease in heat transfer and that the maximum deterioration that was observed at a point was the absolute concentration differences between vapor and liquid phases at their maximum. All the data points were tested with the most widely known correlations namely those of Calus-Leonidopoulos, Fujita and Thome. It was found that Thome's correlation is the more representative form, for it gave the least mean and standard deviations
يركز البحث على دراسة تأثير مقاومة انتقال الكتلة على معدل انتقال الحرارة في الغليان الحوضي.معاملات انتقال حرارة للغليان المتنوي للخلائط الثنائية (ايثانول- بيوتانول,اسيتون-بيوتانول,اسيتون-ايثانول,هكسان-بنزين,هكسان-هيبتان,ميثانول-ماء) تم قياسها عند مختلف التراكيز للمادة الاكثر تطايرا.الانظمة المختارة غطت مدى واسع من تصرفات المحاليل. يتضمن الجهاز المستخدم في البحث على مسخن كهربائي مغمور في سائل الاختبار ومركب بشكل عمودي. درجة حرارة سطح المسخن الكهربائي تم قياسها بواسطة متحسس حراري مربوط بمؤشر رقمي.معدل الانتقال الحراري الحقيقي تم الحصول عليه من حاصل ضرب قراءة الفولتميتر في الاميتر.وقد استخدم مكثف للبخار الناتج بواسطة الحرارة المتولدة من المسخن الكهربائي واعادةالسائل المتكون الى الاسطوانة الزجاجية ليتم اعادة تبخيره. لقد بينت نتائج الغليان بأن معاملات انتقال الحرارة للغليان المتنوي للمزيج الثنائي تكون دائما اقل من معاملات انتقال الحرارة للسوائل النقية.وهذا يؤكد بأن انتقال الكتلة يقاوم حركة المادة الاكثر تطايرا في المحلول وهذا السلوك يفسر النقصان في معاملات انتقال الحرارة للمزيج الثنائي وان اكبر تدهور في معدلات انتقال الحرارة لوحظ عندما يكون مطلق الفرق بين تركيز البخار والسائل للمادة الاكثر تطايرا اكبر مايمكن. النتائج التجريبية تم اختبارها مع اكثر العلاقات شهرة وهي بالتحديد علاقات (كيلس ولينودوبلس, فوجيتا,توم) وقد وجد ان علاقة ( توم) تعطي اكثر تمثيلا للنتائج المختبرية لانها تعطي اقل معدل انحراف واقل انحراف معياري من العلاقتين السابقتين.

Keywords

pool --- boiling --- binary --- systems.


Article
Components and Treatments of Oilfield Produced Water
مكونات ومعالجات الماء المنتج من الحقول النفطية

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, a review of variety of processes that are used in the treatment produced water prior to reuse or to responsible disposal are presented with their environmental issues and economical benefits. Samples of produced water from five locations in Rumaila oilfield/in south of Iraq were taken and analyzed for their contents of brine, some heavy metals, total suspended solids and oil and grease. Moreover, two samples of water were treated using reverse osmosis technique which showed its ability to treat such contaminated water. The results showed that the environmental impact of produced water arises from its chemical composition; i.e., its salt content, its heavy metals, and hydrocarbon contents. في هذه الدراسة تم عرض مراجعة لمختلف الطرق المستخدمة في معالجة الماء المنتج والتي تسبق اعادة الاستخدام او التخلص المسؤول مع اعتباراتها البيئية وفوائدها الاقتصادية . تم اخذ نماذج من خمسة مواقع في حقل الرميله/جنوب العراق وحللت لمحتواها من الاملاح وبعض العناصر الثقيله و المواد الصلبه العالقه والنفط والدهون.اضافة الى ذلك نموذجين من الماء تم معالجتها باستخدام تقنية التنافذ العكسي والتي اظهرت قابلية هذه الطريقه في معالجة هكذا ماء ملوث. أظهرت النتائج ان التأ ثير البيئي من الماء المنتج يكون من تركيبه الكيميائي ،أي بمعنى أخر محتواه من الاملاح ومن العناصر الثقيلة ومن الهايدرو كاربونات .


Article
Bionics-Based Approach for Object Tracking to Implementin Robot Applications
طريقة مقترحة باعتماد (Bionics) لتتبع الأجسام للاستخدام فيتطبيقات الإنسان الآلي

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, an approach for object tracking that is inspired from human oculomotor system is proposed and verified experimentally. The developed approach divided into two phases, fast tracking or saccadic phase and smooth pursuit phase. In the first phase, the field of the view is segmented into four regions that are analogue to retinal periphery in the oculomotor system. When the object of interest is entering these regions, the developed vision system responds by changing the values of the pan and tilt angles to allow the object lies in the fovea area and then the second phase will activate. A fuzzy logic method is implemented in the saccadic phase as an intelligent decision maker to select the values of the pan and tilt angle based on suggested logical rules. In smooth pursuit phase, the object is kept in the center area of the field of the view by smooth adjusting the values of the pan and tilt angles where this stage is analogue to putting the observing object in the fovea centralis of the oculomotor system. The proposed approach was implemented by using (Camera-Pan / Tilt) configuration and showed good results to improve the vision capability of the humanoid robots.تناول البحث اقتراح طريقة لتتبع الأجسام مستوحاة من نظام الرؤيا البشري و التحقق منها عمليا, حيث قسمت الطريقة المقترحة إلى جزئيين, الأول هو التتبع السريع (Saccadic phase) و الثاني الملاحقة الهادئة (Smooth pursuit). قسم مستوى الصورة و الذي يماثل شبكية العين البشرية إلى جزئيين, الأول (Saccadic region) و الذي بدوره قسم إلى أربعه مناطق وهذه المناطق تقابل منطقة (Periphery) في شبكية العين و الثاني (Fovea region) حيث يتم فيه الجزء الثاني من عملية التتبع. عندما يدخل الجسم منطقة (Saccadic) يبدأ النظام المعد بتتبع الجسم و إدخاله إلى منطقة (Fovea) من خلال تغيير قيم زوايا (Pan) و(Tilt) و يتم هذا التغيير من خلال استخدام المنطق المضبب كأسلوب اتخاذ قرار ذكي حيث اعد مجموعة شروط منطقية لذلك. الجزء الثاني من الطريقة المقترحة ينشط عند دخول الجسم منطقة (Fovea) و خروجه من منطقة (Saccadic) حيث يتم الحفاظ على الجسم داخل تلك المنطقة من خلال تغيير قيم زوايا (Pan) و(Tilt) وفق طريقة الفروق بين مركز محيط الجسم و مركز منطقة (Fovea). طبقت الطريقة المقترحة عمليا على نظام (Camera-Pan/Tilt) اعد لهذا الغرض و أظهرت نتائج جيدة لتحسين قابلية الرؤيا الاصطناعية للإنسان الآلي المماثل للإنسان .


Article
Synthetic Sacks as Reinforced Fibers in the Thermosetting Composites
الأكياس النسيجية كألياف تقوية مركبة مع اللواصق المتصلدة

Loading...
Loading...
Abstract

This study was carried out to investigate the preparation of thermosetting polymeric blend consisting of three adhesive types, namely: epoxy, polyvinyl formal (PVF) and unsaturated polyester. Both of epoxy and PVF were used as a matrix-binder at fixed weight. Whilst unsaturated polyester was used at different weights and added to the matrix so as to produce prepared epoxy-PVF-unsaturated polyester blend. Several experiments were performed at different operating conditions, mixing speed and time at room temperature to identify the most favorable operating conditions. The optimum mixing speed and mixing time for the prepared blend were 500rpm and 5 minutes respectively.
Solid wastes-synthetic sack fibers from high volume, low cost, renewable fiber sources have been used as environmentally friendly alternatives to reinforcing fibers in composites. Many mechanical and thermal tests were carried out of the prepared blend at different weighted ratios. The optimum weighted ratio of the prepared blend for the untreated samples was characterized by the hardness and bending deflection properties and it was 0.40w/w, while for impact strength and thermal conductivity properties was 0.20w/w respectively. At these optimum weighted ratios of untreated samples with sack fibers, the maximum values of hardness and impact strength properties were 95 shore and 2.25J/cm2 respectively. On the other hand, the minimum bending deflection and thermal conductivity properties values were found to be 4mm and 0.01094W/cm.oC respectively. They showed the best bonding forces and physical interaction between two concentrations of matrix and unsaturated polyester adhesives.
Treated samples of sack fibers reinforced composites at their optimum weighted ratio showed better fiber-matrix interaction as observed from the experimental results leading to enhance and improve the mechanical (hardness, impact strength, and bending deflection) and thermal (thermal conductivity) properties when compared to the untreated sample. These improvements in treated samples with two layers of sack fibers were predominant. نُفذت هذه الدراسة للتحري عن تحضير مزيج يتكون من ثلاثة لواصق بوليمرية متصلدة وهي (الايبوكسي والبولي فينيل فورمال والبولي استر غير المشبع). تم اُستخدام كل من لاصقي (الايبوكسي والبولي فينيل فورمال) كرابط عند أوزان ثابتة، بينما اُستخدم لاصق البولي استر غير المشبع عند أوزان مختلفة وأضيف إلى الرابط لإنتاج المزيج المحضر (الايبوكسي والبولي فينيل فورمال والبولي استر غير المشبع). نُفذت مجموعة من التجارب عند ظروف تشغيلية مختلفة (سرعة الخلط وزمن الخلط) عند درجة حرارة الغرفة لتحديد أفضل الظروف التشغيلية. وقد وجدت أفضل سرعة وزمن خلط للمزيج المحضر عند 500rpm) و5 دقائق) على التوالي. تم استخدام النفايات الصلبة (ألياف ألأكياس النسيجية) المتواجدة بكميات وفيرة وقليلة الكلفة ومصدر متجدد للألياف كصديق للبيئة وبديل لألياف التدعيم في المواد المتراكبة. أجريت العديد من الاختبارات الميكانيكية والحرارية للمزيج المحضر عند نسب وزنيه مختلفة. حُددت أفضل نسبة وزنيه للمزيج المحضر عن طريق خواص (الصلادة وتشويه الانحناء) للنماذج غير المعاملة، وقد وُجدت w/w)0.40). بينما وُجدت لخواص (قوة الصدمة والموصلية الحرارية) عند (0.20w/w). عند هذه النسب الوزنيه المثالية للنماذج غير المعاملة، وجدت أعلى قيم لخواص (الصلادة وقوة الصدمة) للمزيج المحضر عند (95shore و(2.25J/cm2 على التوالي. بينما وجدت اقل قيم لخواص (تشويه الانحناء والموصلية الحرارية) عند (4mm و W/cm.oC0.01094( على التوالي. أظهرت هذه الخواص أفضل قوى ترابط وتجاذب فيزيائي بين لاصقي الرابط (الايبوكسي والبولي فينيل فورمال) والبولي استر غير المشبع. أظهرت النتائج العملية للنماذج المعاملة بألياف ألأكياس النسيجية عند نسبها الوزنيه المثالية أفضل قوى ترابط بين اللواصق والألياف والتي أدت إلى تعزيز وتحسين الخواص الميكانيكية (الصلادة وقوة الصدمة وتشويه الانحناء) والحرارية (الموصلية الحرارية) مقارنة مع النماذج غير المعاملة. هذه التحسينات التي طرأت على النماذج المعالجة باستخدام طبقتين من ألياف ألأكياس النسيجية كانت هي السائدة.


Article
Microstructure and Some Properties of Aluminum-Silicon Matrix Composites Reinforced by Alumina or Chromia
التركيب المجهري وبعض الخصائص للمواد المتراكبة نوع الالمنيوم- سليكون المقواة بأوكسيدالايتريوم او أوكسيد الالومينا

Loading...
Loading...
Abstract

In this work, yttrium oxide particles (powder) reinforced AL-Si matrix composites (Y2O3/Al-Si) and Chromium oxide particles reinforced AL-Si matrix composites (Cr2O3/AL-Si) were prepared by direct squeeze casting. The volume percentages of yttrium oxide used are (4, 8.1, 12.1, 16.1 vol %) and the volume percentages of the chromium oxide particles used are (3.1, 6.3, 9.4, 12.5 vol. %). The parameters affecting the preparation of Y2O3/Al-Si and Cr2O3/AL-Si composites by direct squeeze casting process were studied. The molten Al-Si alloy with yttrium oxide particles or with chromium oxide particles was stirred again using an electrical stirrer at speed 500 rpm and the molten alloy was poured into the squeeze die cavity. The pouring temperature that used for all castings is (700)˚C. The required squeeze pressure, 53 MPa, was then applied for 30 seconds at a delay time of 5. The die temp is (200˚C). The Y2O3/Al-Si composites and Cr2O3/Al-Si composites produced by squeeze casting have more microstructure refinement, higher hardness and lower wear rate than the unreinforced alloy.تم دراسة تحضير مادة متراكبة ذات اساس من سبيكة الالمنيوم- سليكون مقواة بدقائق اوكسيد الكروم (الالمنيوم- سليكون/ اوكسيد الكروم ) و دقائق اوكسيد الايتريوم (الالمنيوم- سليكون/ اوكسيد الايتريوم ) بطريقة السباكة بالعصر المباشر. تم اضافة كسور حجمية مختلفة من دقائق اوكسيد الكروم3.1, 6.3 , 9.4, 12.5 vol %) ) وكذلك اضافة كسور حجمية مختلفة من اوكسيد الايتريوم(4, 8.1, 12.1, 16.1 vol %) . اجريت عملية خلط منصهر سبيكة الالمنيوم- سليكون/ اوكسيد الايتريوم او منصهر سبيكة الالمنيوم- سليكون/ اوكسيد الكروم باستخدام خلاط كهربائي وبسرعة 500 دورة /دقيقة . تم استعمال المتغيرات مثل ضغط العصر (53MPa)، درجة حرارة الصب (700˚C)، زمن الكبس (30sec.) وزمن التريث (5sec.). ودرجة حرارة القالب(200˚C ) .تم فحص البنية المجهرية للمواد المتراكبة ،الصلادة ومعدل البلى . اظهرت النتائج حصول تنعيم في البنية المجهرية في السبائك المقواة مقارنة مع السبيكة غير المقواة . كما اظهرت النتائج زيادة في الصلادة وانخفاض في معدل البلى في السبائك المقواة مقارنة مع السبيكة غير المقواة .


Article
The Effect of Mechanical Combined Contact Stress with Buckling Load on the Stress Distribution in the Ball and SocketJoint Mechanism
التأثير الميكانيكي المشترك لإجهادات وأحمال الانبعاج على توزيع الإجهاداتفي المفصل نوع الكرة والمقبض

Loading...
Loading...
Abstract

The design of components subjected to contact stress as local compressive stress is important in engineering application especially in ball and socket Joining. Two kinds of contact stress are introduced in the ball and socket joint, the first is from normal contact while the other is from sliding contact. Although joining two long links (drive shaft in steering cars) will cause the effect of flexural and tensional buckling stress in hollow columns through the ball and socket ends on the failure condition of the joining mechanism. In this paper the consideration of the combined effect of buckling Load and contact stress on the ball and socket joints have been taken, epically on the stress distribution in the contact area. Different parameters have been taken in the design of joint. This is done by changing the angles for applied loads with the principle axis, the angle of contact between ball and socket and using different applied loads.
The problem has been solved using analytical solution for computing the critical loads and using these loads for calculating the stress distribution with finite element method using ANSYS 10. The numerical results have been compared with the experimental method using photo elasticity pattern which shows good agreement between experimental and simulation results. إن تصميم الأجزاء الميكانيكية التي تخضع إلى إجهاد تلامس موضعي مثل الإجهادات الموضعية المضغوطة يكون مهماً جداً في التطبيقات الهندسية وخصوصاً في المفاصل نوع الكرة والمقبض . وهناك نوعين من إجهادات التلامس تظهر في مفصل الكرة والمقبض ، الأول التلامس العمودي والآخر التلامس الإنزلاقي. خصوصاً عند ربط موصلين طويلين (كما في عمود التدوير في مقود السيارة) يسبب التأثير المرن وإجهادات الانبعاج الالتوائي في الأعمدة المجوفة خلال نهايات الكرة والمقبض إلى فشل آلية الربط الميكانيكية . هذا البحث أخذ بنظر الاعتبار التأثير المشترك لحمل الانبعاج وإجهادات التلامس في مفصل الكرة والمقبض على توزيع الإجهادات في منطقة التلامس . رموز مختلفة أخذت في تصميم المفصل وذلك بتغيير زاوية الأحمال المسلطة مع المحور الأساسي وباستخدام أحمال مسلطة مختلفة. هذه المشكلة عولجت باستخدام الحلول التحليلية بحساب الأحمال الحرجة من عملية الانبعاج والتلامس واستخدام هذه الأحمال لحساب توزيع الإجهادات باستخدام الطريقة المتطورة (ANSYS 10) . النتائج العددية قورنت مع النتائج العملية باستخدام جهاز تحليل الإجهادات وأظهرت تطابق جيد بينهم.


Article
Modeling and Simulation of Sensorless Speed Control of a Buck Converter Controlled Dc Motor
نمذجة ومحاكاة محرك تيار مستمر مسيطر عليه بواسطة مغير تيار مستمر خافضللفولتيه وبدون متحسس سرعه

Loading...
Loading...
Abstract

This paper investigate a sensorless speed control of a separately excited dc motor fed from a buck type dc-dc converter. The control system is designed in digital technique by using a two dimension look-up table. The performance of the drive system was evaluated by digital simulation using Simulink toolbox of Matlab. تحقق هذه الورقه البحثيه في امكانية السيطره على سرعة محرك تيار مستمر منفصل الاثاره بواسطة محول تيار مستمر خافض للفولتيه من نوع ((Buck وبدون استخدام متحسس سرعه وباستخدام تقنيه رقميه من خلال استخدام جدولا ثنائي الابعاد ثم تم تقييم مواصفات النظام من خلال محاكاة النظام باستخدام مايسمى بالـ ( .(Simulink toolbox


Article
1-D Systolic Arrays Design of LMS Adaptive (FIR) Digital Filtering
مصفوفة من المعالجات المتوازية ذات البعد الواحد(1-D) لترشيح الإشارات الرقميةبطريقة ألـ(FIR) باستخدام خوارزمية ألـ LMS

Loading...
Loading...
Abstract

This paper extends the 1-D systolic array approach with a method of systematic linear design of systolic algorithms. Past methods for mapping the Least-Mean-Square (LMS) Adaptive Finite-Impulse-Response (FIR) filter onto parallel and pipelined architectures either introduce delays in the coefficients updates or have excessive hardware requirements. In this article, we describe an efficient 1-D systolic array for the LMS adaptive FIR filter that produces the same output and error signals as produced by the standard LMS adaptive filter architecture with single assignment form of processor functions.
The proposed systolic architectures that are designed operate on a block-by-block basis and makes use of the flexibility in the design, which takes the inner product step (convolution sum) of the tap weight vector and the tap input vector in the design consideration. It enables us to extract more than one algorithm for the same problem. The input and output data flow sequentially and continuously into and out of the systolic arrays at the system clock rates, during each clock period, processing element of the same type operates in parallel. The most computationally demanding among them performs only two consecutive multiplications and two additions/subtractions per clock period, thereby allowing a very high throughput and very fast block signal processing to be achieved at the expense of a delay of L samples between the input and output and 100% utilization, L being the block size.هذه المقالة تقيّم هيكلية المصفوفات المتوازية ذات البعد (1-D) مع طريقة تصميم الخوارزميات الخطية المتوازية. أن الطرق المستخدمة لتحويل المرشح ذو النوع (FIR) وباستخدام تقنية مربع أدنى معدل إلى هيكلية متوازية وتركيب يشبه بعمله طريقة الملء والتفريغ الأنبوبي, ترافقها أما تأخيرات زمنية في تجديد قيم المعاملات للمرشح أو تحتاج إلى متطلبات مادية (دوائر خارجية) إضافية. في هذا التصميم, حددنا مصفوفة من المعالجات المتوازية ذات البعد الواحد (1-D) للمرشح الملائم (LMS) والذي يملك خواص إشارات الإخراج والخطأ مشابه لتلك المتولدة في حالة التصميم الاعتيادي للمرشح القياسي الملائم (LMS) وذلك باستخدام صيغة منفردة من معادلات المرشح. أن معمارية المصفوفة المفروضة تعمل على أساس دخول البيانات مجموعة بعد مجموعة بالاستفادة من خواص مرونة التصميم, والذي بدوره يعتمد على خطوة الالتفاف الرياضي (CONVOLUTION SUM) بين متجه الإدخالات ومتجه المعاملات للمر شح, والتي مكنتنا من استخراج أكثر من خوارزمية واحدة لنفس المسألة. أن الانسياب المتسلسل والمستمر للإدخال والإخراج من والى خارج المنظومة تعتمد على معدل نبضات المنظومة, خلال كل فترة زمنية فأن العناصر المعالجة لنفس النوع تعمل بشكل متوازي. أن الحسابات الرياضية تطلبت عمليتي ضرب متتابعتين وعمليتي جمع/طرح لكل نبضة زمنية وهذا ينتج معدل إخراج عالي جدا" ومنظومة معالجات سريعة جدا" مقابل تأخير زمني مقداره L من النماذج (Samples) بين الإدخال والإخراج وكذلك كفاءة 100% .


Article
The Study of Ability of Local Ninivite Rocks in Purification of Drinking Water
دراسة إمكانية استخدام صخور النينفايت المحلية في تصفية مياه الشرب

Authors: Muna Faiq Ali منى فائق علي
Pages: 101-112
Loading...
Loading...
Abstract

This study is conducted to verify the efficienecy of local Ninivite rock when used in the treatment of drinking water in plants operating currently in the country in order to develop the situation of these stations to cope with the increase in population. Also, this will limit the pollutian which are increasing in the country's rivers. (Euphrates and Tigris). These rivers are the sources to feed all water treatment plants in the country. The idea is the develop or the modify these stations by replacing part of top layer of sand filters used in these stations with Ninivite rock to operate as filters composed of two medium. The efficiency of this rock is compared with other materials used successfully worldwide in this area, such as activated carbon and anther cite. The comparison is made on the basis of percentage of the removal of turbidity levels, and on the possibility using high filtration rates that exceed the rates currently used in the treatment plants inside the country. A pilot plant in the laboratory scale was built to simulate the treatment plants within the country. It contains all the operating units of traditional basins. These basins are coagulation, floculation, sedimentation and filtration tanks. Filtration unit, in the present study, is formed of the four glass columns (filters), which worked in parallel and on same time. The 20 cm of Ninivite rock activated carbon, anthercite is placed in first, second, third column respectively, the layer is placed above 40 cm of sand layer, and consequently it worked a filter with two mediums. The fourth column contained only sand for a depth of 60 cm to work as filter with single medium. The same size grains of material used in the present study (0.82 mm) and uniformity coefficient which is equal to 106. للتحقق من كفاءة صخرة النينفايت المحلية عند استخدامها كوسط ترشيح في تصفية مياه الشرب للمحطات العاملة داخل القطر حاليا للاستعانة بها في تطوير واقع حال هذه المحطات وجعلها تواكب الزيادة الحاصلة في الكثافة السكانية كذلك مواجهة زيادة التلوث بالملوثات العضوية التي تعانيها الانهار في القطر (دجلة والفرات) والتي تعد المصادر الوحيدة لتغذية كافة محطات التصفية بالماء في القطر.
ان فكرة التطوير او التحوير هذه تتم باستبدال جزء من الطبقة العليا لمرشحات الرمل المستخدمة في تلك المحطات بصخرة النينفايت لتعمل بذلك كمرشحات ثنائية الوسط. وبغية التحقق من كفاءة الصخرة فقد تمت مقارنتها مع مواد اخرى تستخدم بنجاح عالمياً في هذا المجال، وهي الكاربون المنشط وفحم الانثراسيت.
وتمت المقارنة على اساس قابلية ازالة مستويات العكورة المختلفة، وامكانية استخدام معدلات ترشيح عالية تفوق معدلاتها المستخدمة حالياً في محطات التصفية داخل القطر.
دعت الحاجة في اجراء تجارب هذا القسم الى بناء محطة بحثية بمقياس مختبري مشابهة لمحطات التصفية العاملة داخل القطر. وتحتوي على كافة الوحدات التقليدية العاملة من احواض تخثير وتلبيد وترسيب اضافة الى منظومة الترشيح.
تكونت منظومة الترشيح في الدراسة الحالية من اربعة اعمدة زجاجية (مرشحات) تعمل بشكل متوازٍ وفي ان واحد بحيث احتوى العمود الاول والثاني والثالث على 20 سم من صخرة النينفايت والكاربون المنشط وفحم الانثراسيت على التوالي وموضوعة فوق 40 سم من الرمل وبذا فهي تعمل كمرشحات ثنائية الوسط بينما احتوى المرشح الرابع على الرمل فقط وبعمق 60 سم ليعمل بذلك كمرشح احادي الوسط. ولغرض الحصول على المقارنة المطلوبة فقد تم استخدام الحجم المؤثر نفسه لحبيبات المواد المستخدمة في الدراسة (0.82 ملم) وكذلك معامل الانتظام الذي بلغ 106.

Table of content: volume:6 issue:1