Table of content

Iraqi journal of mechanical and material engineering

المجلة العراقية للهندسة الميكانيكية وهندسة المواد

ISSN: 20761819
Publisher: Babylon University
Faculty: Engineering
Language: Arabic and English

This journal is Open Access

About

Iraqi journal for mechanical and material engineering is a refereed scientific journal published quarterly by the engineering college/ university of Babylon. It deals with high quality researches in fields of mechanical and material engineering.

Loading...
Contact info

Journal E-mail:
j.mec_mat_eng@yahoo.com
Babylon university/Babylon/Iraq P.O.Box(4)
Tel:++96430245387.(1155)

Table of content: 2014 volume:14 issue:3

Article
SIMULATION EFFECT OF BRICK MATERIALS ON THE MICRO THERMO MECHANICS BEHAVIOR OF ELECTRICAL FURNACE

Authors: Dheya N. Abdulamer
Pages: 290-304
Loading...
Loading...
Abstract

During this research, simulation of the candidate materials done as insulted brick for the furnace wall. Results were obtained through the use of simulation by COMSOL multiphysics program. Showed results obtained from this program, Al2O3 brick has high deformation value 2.34 *10-4 m and the maximum vonmises stress value 267 Mpa focused at the edges of the fifth slice. Vonmises stresses various along the slices of bricks of Al2O3-MgO, Al2O3-ZrO2 and MgO-ZrO2. Zirconia brick has 486 Mpa the maximum value of the vonmises stress. ZrO2 brick has low value 1.486 * 104 w/m2 of the total heat flux, while maximum value of the total heat flux occur in the Magnesia brick which has 2.267 * 105 w/m2. Structural brick of Al2O3-MgO has low total deformation value 7.987 * 10-5 m and low value of the maximum vonmises stress 133 Mpa. These data supporting use this brick of Al2O3-MgO as best candidate for the furnace wall without failure during the service. تم خلال هذا البحث , اجراء محاكاة للمواد المرشحة كطابوق عازل لجدار الفرن. تم الحصول على نتائج المحاكاة من خلال استخدام برنامج (COMSOL multiphysics) وأظهرت النتائج المستحصلة من هذا البرنامج ان طابوق الالومينا يحصل فيه قيمة تشوه عالي 2.34 *10-4 m, والقيمة القصوى لاجهاد فون مسيس 267 Mpa تتركز عند حافات الشريحة الخامسة. اجهادات فون مسيس تتغير على طول شرائح طابوق الومينا - مغنيسيا, الومينا – زركونيا, ومغنيسيا - زركونيا. اقصى اجهاد فون مسيس 486 Mpa يحصل في طابوق الزركونيا. طابوق الزركونيا يحصل فيه قيمة منخفضة 1.486 * 104 w/m2 من قيمة الفيض الحراري الكلي بينما اقصى قيمة للفيض الحراري الكلي 2.267* 105 w/m2 يحدث في طابوق المغنسايتي. الطابوق المركب من الومينا - مغنيسيا يمتلك 7.987 * 10-5 m اقل تشويه كلي و قيمة منخفضة 133 Mpa لاقصى اجهاد فون مسيس. هذه البيانات تدعم وتشجع على استخدام هذا النوع من الطابوق المركب الومينا - مغنيسيا كافضل مرشح لجدار الفرن بدون حصول فشل.


Article
EFFECT THE RADIAL STRAIN ON THE PERFORMANCE EVALUATION OF AN ELECTRO OPTIC MODULATOR
تاثير الاجهاد القطري على تقيم اداء المضمن الاليكترو بصري

Loading...
Loading...
Abstract

This research presents a mathematical model that established for evaluating the effect of the radial strain on the performance of an electrooptic modulator using MATLAB simulations. It can be used the variable values for the forces applied with in specific area for the crystal's arm for an electro optic modulator and this is under the condition to the value of visibility factor can be improved and using this technique it will evaluate the effect of radial strain. So, this model leads to enhancement the performance an electro optic modulator using MATLAB simulations. Finally, visibility factor of an electro optic modulator versus radial strain can be evaluated for different values of force and which considers important factor on the performance of an electro optic modulator for the modern communication system.هذا البحث يقدم موديل رياضي أنشأ لتقييم تأثير الإجهاد القطري على أداء المضمن الألكترو البصري باستعمال برنامج المحاكاة ماتلاب . و باستعمال قيم مختلفة للقوى مسلطة ضمن مساحة معينة للذراع البلوري للمضمن الألكترو البصري وهذا يمكن ان يحسن قيم معامل مدى الرؤية وباستعمال هذه التقنيه سيتم تقييم تأثير الإجهاد القطري.لذلك هذا الموديل يؤدي الى تحسين كفاءة المضمن الألكترو البصري باستعمال محاكات ماتلاب. وأخيرا باستعمال محاكاة ماتلاب نستطيع أن نبين بعلاقة توضح تأثير الإجهاد القطري لقيم مختلفة للقوى على كفاءة معامل مدى الرؤية للمضمن الألكترو البصري التي تعتبر عامل مهم في أداء المضمن الألكترو البصري في نضم الاتصالات الحديثة.


Article
EXPERIMENTAL STUDY OF AIR DISTRIBUTION WITHIN OPERATION ROOM
دراسة عملية لتوزيع الهواء خلال غرفة العمليات

Loading...
Loading...
Abstract

The experimental analysis includes a patient lying on an operation table, surgical staff members, and surgical lights above the patient. The cold clean air is supplied to the room through grilles from ceiling diffusers and exhausted through low side walls. The first aim of the experimental study is to investigate the validity of air distribution within operation room and the effect of using the air filtering on the air flow distribution. Different air distribution system to what exists in the optical operation room, is also investigated by locating the inlet at the upper part of a side wall, while the exhaust grilles were in the lower part of the opposite side. From this study, it was found that the temperature and relative humidity in the surgical zone are 21.3oC and 49.3% in the optical operation room. While, the values in the experimental operation room are 23.6oC and 45.3%. These values in both operation rooms are in the acceptable range of the surgical conditions as well as for the carbon dioxide. Therefore, it can be using the wall air supply system in the operation room with good conditions for the surgical work. تضمن التحليل العملي مريض يرقد على طاولة العمليات والفريق الجراحي حول المريض والمصابيح الجراحية فوق المريض. تم تزويد الهواء النقي البارد للغرفة من خلال شبكات (grilles) من خلال ناشرات الهواء السقفية وثم طرد الهواء من أسفل الجداران. الهدف الأول من الدراسة العملية هو اختبار نظام توزيع الهواء من حيث درجة الحرارة والرطوبة النسبية و سرعة الهواء وذلك لمعرفة مدى صلاحية نظام توزيع الهواء المستخدم حاليا في غرف العمليات. كما تم دراسة تأثير عملية التنقية باستخدام فلتر على توزيع جريان الهواء داخل غرفة العمليات. تم استخدام نظام توزيع هواء مغاير لما موجود في غرفة العمليات الواقعية وذلك بجعل نظام تجهيز الهواء من خلال ((diffuser في أعلى احد الجوانب أما منافذ السحب فقد كان في الجزء الأسفل من الجانب المقابل. من هذه الدراسة, تم إيجاد أن درجة الحرارة والرطوبة النسبية في نطاق منطقة العمل الجراحي هي 21.2oC و 49.3% في غرفة العمليات الواقعية. بينما في غرفة العمليات التجريبية فأنها 23.6oC و 45.3% . هذه القيم في كلتا غرفتي العمليات هي في المدى المقبول لشروط العمل الجراحي وكذلك بالنسبة لغاز ثنائي اوكسيد لكاربون. لذلك فانه من الممكن استخدام نظام تجهيز الهواء ألجداري في غرفة العمليات مع توفير شروط جيدة للعمل الجراحي.


Article
MATHEMATICAL MODEL AND NUMERICAL SIMULATION FOR THE EXTRUSION OF POLYGONAL SECTIONS FROM ROUND BILLETS THROUGH POLYNOMIAL STREAMLINED DIES
النموذج الرياضي والمحاكاة العددية لبثق المقاطع المضلعة من الخامات الدائرية خلال قوالب انسيابية متعددة الحدود

Loading...
Loading...
Abstract

Despite increasing demand for the application of three – dimensional extrusion of various shaped sections through continuous dies, so far little work has been done by general analytical and numerical analyses to predict the total extrusion pressure for the extrusion of polygonal sections from round billets through polynomial streamlined dies. For effective die design, efficient design method and the related method of theoretical analysis are required for extrusion of complicated sections. A systematic method for the die surface representation using blending function and trigonometric relationships is proposed in which smooth transitions of the die contour from the die entrance to the die exit are obtained. The upper bound extrusion pressure is obtained by derived a general velocity and strain rate felids. The effects of area reduction, the optimum die length, the shape of streamline function and frictional conditions are also discussed in relation to the relative extrusion pressure. Another advantage of the present work is that it could easily be applied to the extrusion of many different shapes just by defining the entry and exit sections functions and putting them into the general formulations. The results obtained in this work were compared with the theoretical results of other workers and found to be in highly compatible. The extrusion process is also simulated using the finite element code, ANSYS (V 14.0) in order to assist the mathematical solution and to show the stress and strain distributions for the products when the strain hardening effect taking into the account. على الرغم من زيادة الطلب على بثق المقاطع الثلاثية الأبعاد خلال القوالب الانسيابية، الا ان القليل من البحوث تناولت تحليلا نظريا وعدديا عاما لإيجاد الضغط الكلي لعملية بثق الأشكال المضلعة من الخامات الدائرية خلال قوالب انسيابية متعددة الحدود. من اجل تصميم فعال لقوالب بثق الاشكال المعقدة يجب ان تكون هنالك طريقة كفؤة للتصميم بما ترتبط فيها من نظريات. في هذا البحث استخدمت طريقة منهجيه لتمثيل سطح القالب للأشكال المعقدة استعمله فيها دالة استنزاف (blending function) مع الدوال المثلثية من اجل تحول كفؤ وسلس لسطح القالب من منطقة دخول الخامة وحتى منطقة خروجها . تم ايجاد الحد الاعلى لضغط البثق عن طريق اشتقاق عام لحقول السرعة ومعدل الانفعال. الميزة الاضافية لهذا البحث هي امكانية تطبيق التحليل الرياضي على مقاطع اخرى فقط بتغيير الدوال التي تعبر عن منطقة الدخول والخروج من القالب ووضعها بالصيغة العامة. تم مناقشة تأثير مقدار النقصان بالمساحة ، الطول المثالي للقالب، شكل دالة انسياب القالب، حالات الاحتكاك مع ضغط البثق النسبي. ايضا في هذا البحث تم استخدام طريقة العناصر المحددة من خلال برنامج ANSYS (V14) من اجل اثبات صحة الموديل الرياضي وكذلك للحصول على توزيع الاجهادات والانفعالات اللدنة خلال الخامة المبثوقة.


Article
PREDICTION OF CARRY- OVER COEFFICIENT FOR FLUID FLOW THROUGH TEETH ON ROTOR LABYRINTH SEALS USING COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS
تخمين معامل الترحيل لجريان المائع خلال مانعات التسرب المتهاهية ذات الأسنان على المحور الدوار باستخدام ديناميك الموائع الحسابية

Loading...
Loading...
Abstract

The design of the labyrinth seals depends on two main factors, namely, the reduction of leakage loss and the avoidance of rotor system instability. The most important parameter affecting the prediction of leakage mass flow rate of fluid through the labyrinth seal, namely, the carry over coefficients. Hence the computational fluid dynamics (CFD) and model has been used to predict the carry-over coefficient of flow through teeth on rotor straight through labyrinth seal. The mathematical model proposed through this work has been solved using the finite volume technique using a FLUENT commercial computer program. The effect of turbulence, seal geometry such as (teeth width, clearance, and pitch cavity) and shaft rotational speed have been taken into consideration. A prediction equation for the carry-over coefficient of the labyrinth seal has been proposed through this work. The prediction equation of carry over coefficient has been found to be a function of (C/S), (W/S) and Reynolds number. It can be concluded from the results that obtain here that the carry over coefficient which describe the labyrinth seal efficiency is highly affected by clearance to pitch ratio (C/S) , while the tooth with to pitch ratio (W/S) has a secondary effect on carry over coefficient. The results obtained show that the carry over coefficient is increased about 42% with increasing of the (C/S) from (0.0075 to 0.0375). While this coefficient is decreased by 9% at Reynold’s number more than 8000 with increasing of (W/S) from ( 0.0075) to (0.5). The effect of rotation has been studied on the carry over coefficient; therefore, the results showed that the carry over coefficient decreases with 10% after a certain value of rotation which is equal to (10000 rpm).Verification for the prediction models of the present work has been carried out by comparing some of the results obtained through this work with the experimental results published by Scharrer (1988) , Eser (2004) and the CFD analysis of Vamshi (2011). The results obtained through the present work found to be in a good agreement with the results of other workers.إن عملية تصميم مانعات التسرب ذات الشكل المتاهي تعتمد على عاملين رئيسيين هما ، الحد من خسائر التسرب وتفادي عدم استقرار النظام الدوار. من أهم العوامل التي تؤثر على1ذ التنبؤ في معدل تسرب جريان الموائع من خلال مانع التسرب ما يسمى بعامل الطاقه المحموله. وبالتالي تم استخدام حساب ديناميك الموائع (CFD) ونموذج الاضطراب لتنبؤ موديل لحساب عامل الطاقة المحمولة. تم حل النموذج الرياضي المقترح من خلال هذا العمل باستخدام تقنية متناهية الحجم (FV) باستخدام البرنامج الجاهز (, 3 , 26 ( 6 (FLUENT. فقد تم الاخذ بنظر الاعتبار تاثير الاظطراب و شكل مانع التسرب من حيث عرض الأسنان و عرض الفجوة و الخلوص مابين ال جزء الثابت ( (statorو الجزء الدوار ال (rotor) و السرعه الدورانيه للعمود الدوار على عامل الطاقة المحموله. وقد اقترح معادلة التنبؤ لعامل الطاقة المحموله لمانعات التسرب من خلال هذ االعمل. حيث وجد من المعادله المستحصله ان عامل الطاقة المحموله هو داله لكل من نسبة الخلوص الى الخطوة و نسبة عرض السن الى الخطوة وكذلك لعدد رينولدز. يمكن الاستنتاج من النتائج التي تم الحصول عليها ان معامل الطاقة المحموله التي تصف كفاءة مانع التسرب يتأثر إلى حد كبير بنسبة (C / S)، في حين أن نسبة عرض السن الى الخطوة (W / S) لديها تاثير ثانوي على عامل الطاقة المحموله. و قد بينت النتائج أن عامل الطاقة المحمولة يزداد حوالي 42٪ مع زيادة (C / S) من (0.0075 - 0.00375). بينما انخفض هذا العامل بنسبة 9٪ في عدد رينولد أكثر من 8000مع زيادة (W / S) من (0.0075 – 0.5 ). ومن دراسة تأثير الدوران هذا العامل ، أظهرت النتائج عامل الطاقة المحمولة يتناقص بمقدار 10٪ بعد قيمة معينة من دوران والتي تساوي (10000 دورة في الدقيقة ). وقد تم التحقق من صحة نماذج التنبؤ ضد الأعمال التجريبية التي أجراهاScharrer (1988) و(2004) Esser والتحليل العددي من قيل Vamish (2011),وجدت النتائج التي تم الحصول عليها من خلال هذا العمل أن يكون في اتفاق جيد مع نتائج الباحثين.


Article
THERMAL STABILITY ANALYSIS OF LAMINAR NANOFLUIDS FREE CONVECTION IN HORIZONTAL CYLINDER

Authors: Imad Shukri. Windi
Pages: 367-378
Loading...
Loading...
Abstract

The effect of nanoparticles on the heat transfer of the fluids becomes one of the most interesting fields for researches. Metallic and nonmetallic materials are used to enhance the thermal performance of the fluids. In this work, an attempt was made to extend the work in this field to study the effect of addition of copper oxide nanoparticles on the transient behavior of free convection in horizontal cylinder. The dimensionless form of the energy and the momentum equations was solved using the commercial package COMSOL 3.5. A constant wall temperature CWT boundary condition was subjected to the surfaces of the cylinder. The lower half of the walls temperature was always higher than the upper one. The effect of volume fraction of nanoparticles on the stability of the transient behavior of the heat transfer and the fluid flow was examined. Also the effect of Rayleigh number on the velocities, temperature and Nusselt number are shown graphically. It is found that not only the onset of instability of the natural convection but also the type of the steady state profiles of temperature and velocities were affected by the existence of the nanoparticles. A phase plane plot was used to analysis the steady state types of dynamic behavior of the nanofluid natural convection under the CWT boundary condition.تأثير الجسيمات النانوية على انتقال الحرارة خلال السوائل يصبح واحدا من المجالات الأكثر إثارة لاهتمام الباحثين . وتستخدم المواد الفلزية واللافلزية لتعزيز الأداء الحراري للسوائل . في هذا العمل ، كانت هناك محاولة لتوسيع العمل في هذا المجال لدراسة تأثير إضافة أكسيد النحاس على السلوك الغيرمستقر للحمل الحراري الحر في اسطوانة أفقية . تم حل نموذج غيربعدي لمعادلات الطاقة و الزخم باستخدام برنامج COMSOL 3.5. وقد تم اختيار حدود المعادلات في حالة تعرض الاسطوانة الى درجة حرارة الجدار ثابت CWT. وكان النصف السفلي من جدران الاسطوانة دائما بدرجة حرارة أعلى من العلوي . تم فحص تأثير النسب الحجمية من الجسيمات النانوية على ثبات سلوك استقرار لنقل الحرارة و تدفق السوائل . أيضا وتظهر تأثير عدد رايلي على السرعات ، ودرجة الحرارة وعلى عدد نسلت بيانيا . وقد وجدت أنه ليس فقط بداية حدوث عدم الاستقرار للحمل الحراري الطبيعي ولكن أيضا نوع منجني الحالة المستقرة لدرجة الحرارة و السرعات تأثرت بوجود الجسيمات النانوية . تم استخدام مخططات مستوي المرحلة لايجاد تحليل أنواع حالة الاستقرار للسلوك الديناميكي للموائع النانوية للحمل الحراري الطبيعي تحت شرط الحدود CWT .

Table of content: volume: issue: