Table of content

Thi-Qar University Journal for Engineering Sciences

مجلة جامعة ذي قار للعلوم الهندسية

ISSN: 20759746
Publisher: Thi-Qar University
Faculty: Engineering
Language: English

This journal is Open Access

About

Thi-Qar University Journal for Engineering Sciences is a refereed scientific journal Established in 2009 accepts articles from inside and outside Iraq in different engineering sciences. These articles should not be submitted for publication in any scientific journal or conference proceedings.

Loading...
Contact info

thiqarej@gmail.com

Table of content: 2013 volume:4 issue:1

Article
Experimental Investigation of Heat Transfer to Air– Water Flow in Downward Inclined Square Pipe

Loading...
Loading...
Abstract

Two-phase local heat transfer coefficient and flow pattern in 4.5 cm inner length of glass square test section downwardly pipe inclination angles of 5o, 10o, and 15o were investigated experimentally. Two superficial velocities for each air and water were used 0.164 m/s, 0.411 m/s and 1.1506 m/s, 1.4815m/s respectively. Local heat transfer coefficient was calculated from the temperature recorded by using eight thermocouples type K positioned along the test section. It was found that the heat transfer coefficient of air-water flow increase with increasing flow rate of water, air, and inclination angle. In addition a high speed camera was used in order to obtain images sequence of the flow under different selected conditions. The flow regimes, which are stratified, intermittent, and annular flow are observed and recorded by high speed camera. At 5o inclination angle and low air-water superficial velocity stratified flow observed, transition from stratified to intermittent flow and annular flow occurs at increasing the inclination angle and air-water superficial velocity. Correlations on average Nusselt number were obtained for three inclination angle 5o, 10o, and 15o. نحو الاسفل وبزوايا ميل 5o، 10o ، 15o في انبوب زجاجي ذو مقطع مربع طول ضلعه الداخلي 4.5 cm. تم استخدام سرعتين لكل من الماء والهواء حيث كانت 0.164 m/s , 0.411 m/s للهواء و 1.1506 m/s , 1.4815 m/s للماء. تم حساب معامل انتقال الحرارة الموقعي من خلال قياس درجات الحرارة المسجلة على طول انبوب الاختبار باستخدام ثمانية ثرموكبلات نوع K. لقد وجد ان معامل انتقال الحرارة للجريان الثنائي (هواء- ماء) يزداد مع زيادة معدل جريان الماء والهواء وكذلك مع ازدياد زاوية ميل الأنبوب. تم استخدام كاميرا رقمية سريعة لتصوير نمط الجريان ثنائي الطور وبأوضاع مختلفة. تم ملاحظة انماط الجريان الطباقي (stratified) , المتقطع (intermittent) و الحلقي (annular) باستخدام الكاميرا الرقمية . في حالة سرعة الماء والهواء قليلة وعندما تكون زاوية الميل 5o كان تم خلال هذا البحث حساب معامل انتقال الحرارة الموقعي وملاحظة انواع انظمة الجريان عمليا لجريان ثنائي الطور نوع الجريان المسيطر هو الطباقي ثم انتقل الى النمط المتقطع والحلقي في حالة زيادة السرعة للماء والهواء مع زيادة زاوية ميلان الأنبوب. تم استنتاج معادلات تصحيحية لمعدل Nusselt لزوايا الميل المختلفة 5o، 10o ، 15o.


Article
Recovery of Cu (II) from Model Water using Emulsion Liquid Membrane (ELM) Technique

Loading...
Loading...
Abstract

The proper condition of the emulsion liquid membrane (ELM) technique for the recovery and concentration of copper (II) from model water is investigated. The ELM is a solution of di (2-ethylhexyl) phosphoric acid in kerosene and sorbitan monooleate Span 80 as surfactant. The extraction efficiency of the metallic ion in the ELM in batch tests is determined. The results show good extraction percentage in relatively period of time (15 minutes) under the following conditions: pH of the feed is 8; feed concentration of 500 ppm, carrier concentration of di (2-ethyl-hexyl) phosphoric acid (D2EHPA) 4% and treatment ratio (volume of external phase to volume of emulsion phase) of 2.الظروف المثلى لتقنية الغشاء النفاذي السائل لازالة وتركيز النحاس الثنائي التكافؤ قد اختبرت في هذه الدراسة. يتكون الغشاء النفاذي السائل من محلول داي(2- ايثايل هكسايل) حامض الفوسفوريك في النفط الابيض والمادة السطحية سوربيتون مونولييت (سبان 80). كفاءة الاستخلاص للمعدن النحاس الثنائي التكافؤ في تقنية الغشاء النفاذي السائل باستخدام نظام دفعي قد استخدمت. اوضحت النتائج نسبة استخلاص جيدة في وقت قصير يقدر بـ( 15) دقيقة بالظروف التالية: الدالة الحامضية (8) ، تركيز الداخل (500 ملغم /لتر)، تركيز الحامل (4%) ونسبة المعاملة (2).


Article
Experimental and Computational Investigation of Dynamics Effects in a High Speed Centrifugal Pump

Loading...
Loading...
Abstract

Experimental and numerical investigation of a high speed centrifugal pump has been carried out. In experimental work, a test rig which includes a centrifugal pump, fast response piezoelectric pressure transducers, Rota meter flow and measurement instrumentations is designed and constructed. Two impellers having different outlet diameters were examined for the same volute. A data acquisition system (hardware) and its software (Visual Basic language) have been developed to analyze the pressure transducer signal in order to obtain the pressure fluctuations. The governing partial differential equations (continuity, momentum) besides to turbulence model are discretized to algebraic equations by using finite volume method. The solution of these equations was done by using FLUENT 6.3 commercial code. This code has the ability to use a grid generation technique and transform the physical domain to a computational domain by using GAMBIT 2.2.3 software. The effect of turbulence was simulated by using a standard k- model. The wall function laws are used to remedy the regions near the rotating and volute walls. The effect of angular position of impeller and impeller’s diameter on the flow behavior is studied for different values of volume flow rate. The obtained results show that the pressure fluctuations registered in the volute were found to be very dependent on both angular position and volume flow rate. It is observed that the pressure fluctuations have maximum values at volume flow rate (Q=0.5QN) for the considered two impellers at angular position (φ= 270o). These values increase as impeller diameter increases. The results also show that the higher static pressure values are observed upstream of the leading edge at the volute tongue (stagnation point) while the minimum was found at impellers eye. A comparison between experimental and numerical results is done and the agreement was acceptable. م اجراء دراسة عملية وعددية لسلوك الجريان والتغير غير المستقر للضغط في المجمع الحلزوني لمضخة الطرد المركزي ذات السرع العالية. في الدراسة العملية تم انشاء وتصنيع منظومة اختبار تحتوي على متحسسات الضغط وادوات قياس معدل الجريان. استخدمت منظومة معالجة الاشارة لحساب اشارات تذبذب الضغط واجريت الاختبارات على دافعتين وبأقطار مختلفة.D2=124mm, D2=132mm تم معالجة الاشارات الكهربائية الخارجة من متحسسات الضغط عن طريق منظومة معالجة الاشارة (Data acquisition and logging interface) من اجل الحصول على اشارات تذبذب الضغط داخل المجمع الحلزوني لمضخة الطرد المركزي. في الدراسة تم تحويل المعادلات التفاضلية الحاكمة الى معادلات جبرية باستخدام طريقة الحجوم المحددة وتم حل هذه المعادلات باستخدام برنامج (FLUENT 6.3) والذي لدية القابلية لاستخدام تقنية التحويل الشبكي وتحويل المجال الفيزيائي الى المجال الحسابي باستخدام برنامج GAMBIT 2.2.3. تم معالجة تأثير الاضطراب باستخدام نموذج الاضطراب k- بينما استخدمت قوانين دالة الجدار لمعالجة المناطق القريبة من جدران الدافعة والمجمع الحلزوني. تم دراسة تأثير البعد الزاوي وقطر الدافعة على سلوك الجريان ولقيم مختلفة من معدل الجريان. أوضحت النتائج التي تم الحصول عليها أن تذبذبات الضغط المسجلة تعتمد بصورة كبيرة على قطر الدافعة والموقع الزاوي للدافعة ومعدلات التدفق الحجمي للجريان حيث تصل الى اقصى قيمة عند معدل التدفق الحجمي(Q=0.5QN) والموقع الزاوي= 270o) (φعلما ان هذه القيم تزداد مع زيادة قطر الدافعة. بينت النتائج ايضا ان هناك زيادة في قيم الضغط بعد مغادرة المائع منطقة القطع (stagnation point) وأن قيم الضغط الاستاتيكي تقل عند مركز الدافعة. أجريت مقارنة بين النتائج العملية والنتائج النظرية واعطت المقارنة توافقا مقبولا.


Article
Effect of GAMMA Rays on some types of viscosity and optical properties for polycarbonate in chloroform at room temperature

Authors: Harith Hasoon Jasim
Pages: 47-57
Loading...
Loading...
Abstract

Some types of viscosity for polycarbonate aqueous solution in Chloroform with concentration of 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5 and 5% were determined for two kinds of samples, first non-radiated & the second, irradiated with source for a rate of 508 rad/min for 20 minutes. The results show that the values of shear, relative, specific & reduced viscosity were increased with increasing the concentration of polycarbonate in chloroform, Also the properties which had been determined in this work, increased after radiation, this could be attributed to penetration of ionizing radiation in the polymer structure & cross linking the chains. تم تعيين قيم بعض أنواع اللزوجة لبولي كاربونيت المذاب في الكلوروفورم وبتراكيز 1 ,1.5 ,2, 2.5 ,3, 3.5, 4, 4.5 و 5% قبل وبعد تشعيعها بمصدر وبمعدل 508 راد لكل دقيقة ولمدة 20 دقيقة. أظهرت النتائج إن قيم كل من اللزوجة القصية ، اللزوجة النسبية، اللزوجة النوعية، اللزوجة المختزلة تزداد بزيادة تركيز البولي كاربونيت في الكلوروفورم.كذلك تزداد قيم الخصائص المقاسة والمحسوبة بعد التشعيع وقد يكون ذلك بسبب التشابك في التركيب الجزيئي لهذا البوليمر لاختراق أشعة كاما لبنية مولدتا حالة التشابك في البنية التركيبية للبوليمر .


Article
NEURAL NETWORKS OF ENGINE FAULT DIAGNOSIS BASED ON EXHAUST GAS ANALYSIS

Loading...
Loading...
Abstract

This work uses the Artificial Neural Networks (ANNs) for fault diagnosis of a single cylinder four stroke gasoline generator type (Astra Korea AST11700). One normal and fourteen faulty conditions are examined experimentally to produce a realistic data set, which is to be used for the training and validation of the ANNs. The resulted data was in the form of exhaust gases and engine speed records for each case separately under different loading conditions. After the learning process is completed, the ANN becomes able to make a diagnosis about the gasoline engine condition when new data is presented. The data presented to the ANN system include a subset of engine faults which were selected and executed experimentally for this topic. These include, faults in carburetor, air filter, spark plug, valves, piston rings, etc. The results showed that the multi layer training algorithm is sufficient enough in diagnose engine faults under different loading conditions. It was found that the correlation coefficient values are 0.999 and 1 for the testing and training data, respectively. The results obtained in this investigation showed that the ANN-based fault diagnosis system is capable of fault diagnosis with high reliability. َستخدِم هذا العمل الشبكاتِ العصبيةِ الاصطناعية لِتشخيص أعطالِ مولدٍ كهربائي ذو محركٍ بأسطوانةٍ واحدةً ، رباعيُ الأشواط . لقد تم إختبار أربعة عشر نوعٍ مِنَ الأعطال بالإضافة إلى الحالةِ الطبيعيةِ عملياً لغرض إنتاج مجموعة من البياناتِ الشاملة والواقعية ، إستُعمِلت هذِهِ البيانات لِتدريبِ وتحقيقِ الشبكة . كانت البياناتُ الناتجةِ على شكلِ غازات العادم وسرعة المحرك المسجلة لكل حالة على حدة في ظل ظروف تحميل مختلفة . بعد انتهاء عملية التعلم، تكون الشبكة قادرة على التشخيص عند استخدام بيانات جديدة. البيانات المدخلة إلى الشبكة العصبية الصناعية تتضمّن مجموعة من أعطال المحرك التي نفذت بشكل تجريبي لهذا الغرض. ومن هذه الأعطال، خلل في نظام المكربنة، نظام ترشيح الهواء، شمعة القدح، الصمامات، وحلقات المكبس … الخ. أظهرت النتائج أن خوارزمية تدريب الرجوع العكسي هي كافية في تشخيص أعطال المحرك تحت ظروف التحميل المختلفة . وجد أن قيم معامل الارتباط هي 0.999 و 1 لبيانات الاختبار و التدريب ، على التوالي . وأظهرت النتائج في هذا التحقيق أن نظام تشخيص الأخطاء المستند على الشبكات العصبية قادر على اكتشاف الخطأ والتشخيص مع موثوقية عالية.


Article
Perspective the Use of Thermal Energy Lost From an Engine Cooling System to Run an Absorption Refrigerator for Vehicle Air Conditioning

Authors: Abdulwadood Salman Shihab
Pages: 74-91
Loading...
Loading...
Abstract

This paper is addressed to investigate the possibility of using a waste heat to drive absorption refrigeration system as an alternative system for automobile air conditioning. LiBr-water absorption refrigerator is suggested for this application. A theoretical analysis of the system has been carried out to maximize its cooling potential. This study includes also an actual experimental test to measure the available waste heat that is rejected from water cooling system of a 6-cylinder petrol engine fitted to Toyota Land Cruiser vehicle. The test was performed directly on the vehicle using out-city high way roads. It is found that the wasted energy from the engine cooling system is ranged between 10 kW for idling engine speed and 68 kW when loading. The engine cooling water temperature is ranged between 71 ℃ and 84 ℃. The reject heat available in the cooling water system is measured and found to be adequate for producing cooling up to 34 kW, but the low level of the water temperature did not allow the refrigeration system to produce continuous cooling corresponding to engine and vehicle speeds at a refrigeration temperature of 5 to 10 ℃, especially at hot weather condition. يتناول هذا البحت التحقق من إمكانية استخدام الطاقة الحرارية المفقودة من محركات المركبات لاستخدامها كمصدر لتشغيل منظومة تبريد امتصاصية لأغراض التكييف كنظام بديل. اقترحت منظومة التبريد الامتصاصية ماء –بروميد الليثيوم لهذا التطبيق. تم انجاز تحليل نظري للمنظومة للحصول على أفضل أداء. احتوت الدراسة أيضا على تنفيذ اختبار عملي لقياس الطاقة الحرارية الفعلية المتاحة والمطروحة من منظومة تبريد محرك بنزين ذو ستة اسطوانات لسيارة نوع تويوتا لاندكروز حيث اجري الاختبار العملي على السيارة مباشرة واختيرت الطرق الخارجية لهذا الغرض. لقد وجد أن الطاقة المطروحة من منظومة تبريد محرك السيارة تتراوح بين 10 كيلووات عندما يعمل المحرك بدون تحميل إلى 68 كيلووات مع التحميل. تراوحت درجة حرارة ماء تبريد محرك السيارة بين 71 إلى 84 درجة مئوية. تم حسا ب الطاقة الحرارية المفقودة من مشع منظومة تبريد المحرك وظهرت إنها وافية لإنتاج التبريد بما يعادل 34 كيلووات, ولكن المستوى المنخفض لدرجة حرارة الماء قيدت عملية إنتاج التبريد بصورة مستمرة بدرجات حرارة تبريد 5 إلى 8 درجة مئوية وخاصة في الأجواء الحارة.


Article
Experimental Study on Effect of Changing Dr. Maha Abdul Ameer Kadhum Dr. Entidhar Mhawes Zghair Hayder Mohammed Hasan Welding Current on Mechanical and Metallurgical Properties of Seam Welding Joint for Low Carbon Steel AISI 1005 (0.8 mm)

Authors: Ammar Azeez Mahdi AL-Yasari
Pages: 92-99
Loading...
Loading...
Abstract

The aim of this work is to study the effect of changing welding current on the mechanical and metallurgical properties and choose the best welding current depend on result of study. The present work is an experimental study on effect of changing welding current on properties of seam welding joint for low carbon steel AISI 1005. Experiments results shows with increase welding current, hardness number will increase, also differentness in hardness number between weld nugget and HAZ (Heat Affected Zone) will increase and border of HAZ become bigger. Best mechanical results was achieved when welding current increased this doesn't mean that the highest current will become the suitable one, because the higher current will cause burin through in metal sheets and will cause leakage in products (liquid or gas storage tank), also will effect on grain size and microstructure due to changes in cooling rate, also the final shape of joints its important because most application of this type of weld is weight-goods industries (for civil using), so when use high welding current the final shape of joint will deform. Depended on above the best welding current rang is between 17 ≤ I < 19 K Amp.يهدف البحث الى دراسة تاثير تغير تيار اللحام على الخواص الميكانيكية والميتالورجية لوصلات اللحام النقطي المستمر للحديد واطىء الكاربون, واختيار افضل تيار معتمداً على النتائج, حيث اظهرت النتائج العملية انه كلما زاد تيار اللحام زاد رقم الصلادة للملحومة وزادة مقاومة الشد اي تحسنت الخواص الميكانيكية ولاكن هذا لايعني ان افضل تيار يستخدم هو الأعلى قيمة لانه قد يؤدي الى انصهار بعض مناطق اللحام مما يؤدي العيب في المنتج لأن اغلب استخدامات هذا النوع من اللحام يكون في الخزانات, كما ان تطبيقات هذا اللحام تكون ظاهرة للعيان في اغلب التطبيقات المدنية لذلك يكون الشكل النهائي للمنتج ضروري وبناءاً على معطيات الخواص المجهرية والميكانيكية كما اوصت الجمعية الأمريكية للحام كانت افضل نتائج هي باستخدام تيار لحام يتراوح بين17 و19 كيلو امبير.


Article
Implementation of Artificial Neural Network and Random Iteration Algorithm Uses in Medical Images

Loading...
Loading...
Abstract

This research present a multiply connected neural network designed to estimate the fractal dimension (Df) using the Random Iteration Algorithm (IFSP). Fractal analysis is a powerful shape recognition tool and has been applied to many pattern recognition problems. Additionally, the one of the most adaptive Random Iteration Algorithm (IFSP) methods for estimating (Df). The architecture presented separates the calculation of (Df) into two sections, a data sampling section and a linear regression section. The data sampling section provides the ability to dyadic ally sample the data. The linear regression section simply calculates the slope of the best line through the sampling results. Instructional program was designed and built according to Knirk and Gustafson Design model, as one of the instructional design model in order to comprehension of the integrated ideas and concepts related to research .يقوم هذا البحث بدراسة شبكة عصبية متعددة الارتباطات صممت لحساب البعد الكسوري باستخدام طريقة الدالة المكررة العشوائية .التحليل الكسوري هو اداة تعريف او تمييز بشكل فعال وله تطبيقات عديدة بمسائل التعريف النسقي بالاضافة الى ذلك , طريقة الدالة المكررة العشوائية هي واحدة من الطرق الشائعة لحساب البعد الكسوري . تم فصل حساب البعد الكسوري الى قسمين قسم عينة البيانات وقسم التراجع الخطي . قسم البيانات العينية يجهز للقابلية لتجزئة البيانات العينية. قسم التراجع الخطي ببساطة يقوم بحساب المنحني لاحسن خط موجود في نتائج العينات .برنامج تعليمي تم تصميمه وبناءه نسبة الى نموذج تصميم ( Knirk and Gustafson) كواحد من النماذج التعليمية المصممة حتى يتم استيعاب الآفكار المتكاملة و المعطيات المتعلقة بالبحث .


Article
Effect of the Axial Heat Conduction in Parallel Flow Rectangular Microchannel Heat Exchanger

Authors: Hayder Mohammed Hasan
Pages: 113-137
Loading...
Loading...
Abstract

The axial heat conduction in parallel flow microchannel heat exchanger with rectangular ducts was numerically investigated, for laminar, 3-D, incompressible, and steady state flow of water. The governing equations, continuity, Navier-Stokes equations (momentum equations), and the energy equations for the hot and cold fluids were solved by using SIMPLE algorithm with finite volume method and FORTRAN code to obtain the temperature distribution for the two fluids and the separating wall between them. The results play an important role of the axial heat conduction on the effectiveness in parallel flow microchannel heat exchanger and the factors affecting the axial heat conduction are; Reynolds number Re, thermal conductivity ratio , aspect ratio α and channel volume. Increasing of Re, , α and channel volume each separately leads to increase the axial heat conduction and vice versa. عدديا تمت دراسة تأثير التوصيل الحراري المحوري في مبادل حراري مايكروي ذي قنوات مستطيلة الشكل لجريان متوازي طباقي ثلاثي الأبعاد للماء وفي حالة الاستقرار ولا انضغاطي. تم حل المعادلات الحاكمة للجريان وهي معادلة الاستمرارية continuity) (equation ومعادلات الزخم (momentum equations) و معادلة الطاقة ((energy equations باستخدام طريقة ((SIMPLE method وقد تم تحويل المعادلات الحاكمة إلى الشكل العددي باستخدام طريقة الحجوم المحددة (finite-volume method) وباستخدام لغة فورتران (FORTRAN). بهذه الطريقة تم إيجاد التوزيع لدرجتي حرارة المائعين والجدار الذي يفصل بينهما. من خلال ملاحظة النتائج المستحصلة من الحل العددي, تبين بأن هنالك تأثير مهم للتوصيل الحراري المحوري على الفعالية في المبادل المايكروي كما إن هنالك مجموعة من العوامل التي تؤثر عليه وهي, عدد رينولدز(Reynolds number Re) ونسبة الموصلية الحرارية (thermal conductivity ratio Kr ) والنسبة الباعية (aspect ratio α) وحجم القنوات. عند زيادة Re و Krوα وحجم القنوات كل على حدة يزداد التوصيل الحراري المحوري, والعكس صحيح.

Table of content: volume:4 issue:1