Table of content

AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES

مجلة النهرين للعلوم الهندسية

ISSN: 25219154 / eISSN 25219162
Publisher: Al-Nahrain University
Faculty: Engineering
Language: Arabic and English

This journal is Open Access

About

Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences is a refereed scientific engineering journal published by the College of Engineering, Nahrain University two times per year. The journal publishes the scientific output of researchers from Iraq and abroad in the fields of architectural, chemical, civil, computer, electrical, information technology, laser and optoelectronics, mechanical and medical engineering as well as in related fields. Papers written in Arabic and English are accepted and they are subjected to proper evaluation and accordingly classified as follows:
• Original research papers and papers on novel design, analysis or construction methods of great value to the engineers which include basic and practical results.
• Short communications or short discussions on papers which have already appeared in the journal provided that whose text should not exceed 800 words.

The material of the paper should not violate any intellectual property right of any person or entity and should not contain any subject matter that contravenes any laws and should meet ethical standards applicable to the research discipline.

Loading...
Contact info

Editor-in-Chief
College of Engineering Journal
Al-Nahrain University
P.O. Box 64040, Al-Jadyriah
Baghdad-Iraq.
e-mail:jourengnah@gmail.com
m_editor@nahje.com
e_in_cheif@nahje.com
Phone: +964 (0) 7817 202 662

Table of content: 2016 volume:19 issue:2

Article
Eggshell Powder as An Adsorbent for Removal of Cu (II) and Cd (II) from Aqueous Solution: Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Studies

Loading...
Loading...
Abstract

The adsorption of Cu (II) and Cd (II) ions onto eggshell was investigated. The effects of contact time, initial pH of solution, adsorbent dosage, initial metal concentration, agitation speed, and temperature were studied in batch experiments. The maximum adsorption capacities for Cu(II) and Cd(II) were 8.4 and 7.01 mg/g, respectively. Thermodynamic parameters such as Gibbs free energy change, Enthalpy change and Entropy change have been calculated. These thermodynamic parameters indicated that the adsorption process was thermodynamically spontaneous under natural conditions and the adsorption was endothermic in nature. Experimental data were also tested in terms of adsorption kinetics, the results illustrated that the adsorption process was following pseudo second- order kinetics. In addition Fourier transfer infrared spectroscopy (FTIR) analysis suggests that Cu (II) and Cd (II) interact with metal oxides and -OH functional group present in eggshell powder.تم التحقق في هذا البحث من استخدام قشور البيض كمادة ممتزة لامتزاز ايونات النحاس والكادميوم. وتم دراسة تاثير عدة عوامل منها زمن التوازن, الدالة الحامضيه الابتدائيه للمحلول, كمية الماده الممتزه, التركيز الابتدائى, سرعة الرج, بالاضافه الى درجه الحراره. وكان الحد الاعلى لسعة الامتزاز (8.4mg/g) و (7.01mg/g)لايونات النحاس والكادميوم على التوالي. كذلك تم حساب بعض العوامل الثرموديناميكية مثل Gibbs free energy Entropy, Enthalpy وقد اشارت هذه العوامل بان عملية الامتزاز هي عمليه ثرموديناميكيا تلقائية وماصه للحرارة . النتائج العمليه اشارت ايضا بان عمليه الادزوربشن تتبع ل" pseudo second- order kinetics " . واخيرا تم اجراء فحص FTIR الذي اشار بوجود تداخل بين ايونات النحاس والكادميوم مع اكاسيد المعادن والمجموعه الفعالة (-OH) الموجوده في قشور البيض.


Article
Effect of Multi-Walled Carbon Nanotubes on Mechanical Properties of Concrete
تاثير انابيب الكربون النانونية متعددة الجدران على الكونكريت

Loading...
Loading...
Abstract

The main goal of this paper is to study the effect of different concentrations of long multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and short MWCNTs on the mechanical properties of concrete (compressive strength, splitting tensile strength, flexural strength and static modulus of elasticity).Ultrasonic pulse velocity test was also used to evaluate the porosity of concrete nanocomposite. 81 specimens with MWCNTs of (0.03%, 0.045%, and 0.06%) by weight of dry cement were tested after 28 days of curing. Dispersion of MWCNTs was achieved by using Ultrasonic Liquid Processors with surfactant. Scanning electron microscopy SEM images for micro-crack bridging was conducted to examine the bonding between MWCNTs and the cement paste. Test results showed that the addition of very low concentrations of MWCNTs led to a reduction in the porosity of concrete composite and significant increase in the amount of high stiffness C-S-H gel. Specimens reinforced with (0.03% short CNT, 0.03% and 0.045% long CNT) showed an increase in density about (1.63%, 0.82%) respectively. In general reinforcing concrete with MWCNTs led to enhance the mechanical properties of concrete nanocomposites compared to the reference samples.الهدف الرئيسي من هذه البحث هو دراسة تاثير تراكيز مختلفة من انابيب الكاربون النانونية متعددة الجدران (الطويلة والقصيرة) على الخواص الميكانيكية للكونكريت مثل ( مقاومة الانضغاط ، مقاومة الشد ، مقاومة الانحناء ومعامل المرونة) تم استخدام الفحص بالموجات الفوق صوتية لغرض تقييم مسامية الكونكريت. تم استخدام 81 نموذج من الكونكريت مضاف اليه تراكيز مختلفه من انابيب الكربون النانونية متعددة الجدران (0.03%،0.045% ،0.06%) من وزن السمنت الجاف. تمت عملية تشتيت انابيب الكربون النانونية متعددة الجدران باستخدام جهاز معالج السوائل باستخدام الموجات الفوق صوتية نوع Q700 وبمساعدة الملدن الفائق سيكا-5930 .تم استخدام صور المجهر الالكتروني (SEM) لفحص مناطق الصدع الدقيقة وذلك لغرض فحص التلاصق بين انابيب الكربون النانونية متعددة الجدران وعجينة السمنت . اظهرت نتائج الفحوصات بان اضافة تركيز قليل من انابيب الكربون النانونية متعددة الجدران يؤدي الى نقصان في مسامية الكونكريت وزيادة ملحوضة بكمية الجل الناتج من اماهة السمنت.اظهرت نماذج الكونكريت التي تحتوي على (0.03% انابيب كربون قصيرة، 0.03% و 0.045% انابيب كربون طويلة) زيادة ملحوظة في الكثافه بمقدار (1.63% ، 0.82%) . بشكل عام اطعرت نماذج الكونكريت المسلحة بانبيب كربون نانونية متعددة الجدران تحسن في الخواص الميكانيكية مقارنة بالنموذج المرجعي.


Article
Rehabilitation of Damaged Pier-Pile Joints in Tooz Bridge Using RC Confined By Steel Casing
اعادة تاهيل المفاصل المتضرره بين الدعامات والركائز في جسر الطوز باستخدام الخرسانه المسلحه المقيده بغطاء حديدي

Authors: Ali H. Aziz علي حميد عزيز
Pages: 202-212
Loading...
Loading...
Abstract

Over the past years, Tooz bridge has been subjected to severely torrents led to erosion and collapse of soil at pile heads during execution, causing some damages to the heads of piles (joint between the pier and the pile) and its aspects. Technical reports indicated that the piles are implemented in diameter of (150 cm) with depths ranging from (12m) to (15m) and these ranges are more than what is required if we take into account soil capacity in this depths is over (20 ton/m2), and the maximum capacity is within limits that are designed for. Test results indicated that the concrete of piles have a compressive strength of (31 MPa) to (59 MPa) with ultimate pile capacity ranged from (600 tons) to (720 tons) with deflection not exceed (5mm). The site surveys records deviations in location and coordinates of some piles (in varying degrees) in the longitudinal and transverse directions. After technical meeting between the constructing company and the consultant team, two methods for treatment have proposed, the first method is construct of pile cap around the damaged joints, while, the second method is using RC confined by steel casing. To save the time and cost, and to minimize the dead loads on piles, the second proposal is adopted and the structural analysis indicated that the used method is saved. خلال السنوات الماضية تعرضت جسور الطوز الى شدة من السيول ادت الى تعرية وانهيار التربة عند رؤوس الركائز اثناء التنفيذ مما تسبب في بعض الاضرار الانشائية لرؤوس الركائز (المفصل الرابط بين العمود و الركيزة) وتاكل جوانبها. اشارت التقارير الفنيه الى ان الركائز الخرسانية نفذت بقطر (150سم) وباعماق تراوحت بين (12 مترا) الى (15 مترا) وهو اكثر مما مطلوب لو اخذنا بنظر الاعتبار تحمل التربة بهذا العمق الذي يزيد على (20 طن لكل متر مربع) وان تحملها الاقصى ضمن الحدود التي صممت لاجلها. اوضحت نتائج الفحص ان خرسانة الركائز ذات مقاومة انضغاط تصل بين (31 ميكاباسكال) الى (59ميكاباسكال) وان تحمل الركائزالاقصى قد تراوح بحدود من (600 طن) الى (720 طن) مع هطول لا يتجاوز(5ملم). المسوحات الموقعيه سجلت وجود انحرافات في مواقع واحداثيات بعض الركائز (بدرجات متفاوته) و بالاتجاهين الطولي والعرضي. بعد عقد لقاء فني بين الشركه المنفذه و الفريق الاستشاري، تم اقتراح طريقتين للمعالجه، تضمنت الطريقه الاولى انشاء قبعة ركائز حول المفاصل المتضرره ،اما الطريقه الثانيه فتتضمن استخدام الخرسانه المسلحه المقيده بغطاء حديدي حول المفصل. لتوفير الوقت والكلفه، ولتقليل الاحمال الميته الواصله للركائز، تم تبني المقترح الثاني وقد اشار التحليل الانشائي بان الطريقه المقترحه امنه.

Keywords

Rehabilitation --- Pier --- Pile --- Joint --- Tooz --- Bridge --- Concrete --- Steel Casing.


Article
Shear Strength Prediction for Two-Piles Caps Using Empirical Equations
ايجاد مقاومة القص لقبعات الركائز ذات الركيزتين باستخدام المعادلات الوضعية

Loading...
Loading...
Abstract

This study involves analyzing of two piles-caps together with other available tested pile caps in literature. Many expressions are proposed in the current stydy to predict the diagonal cracking and ultimate shear strengths of pile caps using the nonlinear multiple-regression analysis to the available experimental data. The proposed expressions have minimum values of mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE), while they have maximum values for coefficient of multiple determinations (R2). For the prediction of diagonal cracking shear strength, two proposed expressions were compared with the available equations. The analysis of pile caps using these equations indicates that the proposed equations results in accurate values closer to experimental results than the available equations. While for the prediction of ultimate shear strength, two proposed expressions were compared with the available equations. The analysis of pile caps using these equations indicate that the proposed equations results in good agreement when compared with the results of the available equations.تتضمن هذه الدراسة تحليلاً لقبعات الركائز ذات الركيزتين بالاضافة الى تحليل قبعات ركائز اخرى مفحوصة ومتوفرة في ادبيات البحوث السابقة. تم اقتراح اثنا عشر علاقة وضعية لايجاد مقاومة تشقق القص القطري ومقاومة القص القصوى على حده و باستخدام طريقة التحليل الارتدادي المتعدد اللاخطيه للبيانات العملية. استخلصت علاقتين في هذا البحث تخص التنبوء بمقدارمقاومة تشقق القص القطري ومقاومة القص القصوى كلاً على حده حيث تم الحصول على توافق جيد عند المقارنة مع النتائج العملية باستخدام هاتين العلاقتين حيث اظهرت المعادلات المقترحة اقل نسبة من مقاييس الخطأ (Mean Absolute Error-MAE) و (Root Mean Square Error-RMSE) وحققت دقة عالية من حيث تكوين منحني العلاقة (R2 Coefficient of Multiple Determinations-). تم مقارنة نتائج العلاقات المقترحة لايجاد مقاومة تشقق القص القطري مع المعادلات المتوفرة والمطورة سابقاً من قبل باحثين اخرين (Niwa et al., 1987) و(Rao & Injaganeri, 2011). وتبين عملية تحليل قبعات الركائز باستخدام المعادلات المقترحة في هذا البحث دقة في النتائج عند مقارنتها مع نتائج الفحوصات المختبرية ونتائج المعادلات المتوفرة. اما بالنسبة للتنبوء بمقاومة القص القصوى فقد تم اقتراح علاقتين واجريت مقارنة للنتائج المستخلصة مع نتائج المعادلات المتوفرة والمطورة من قبل (BS 8110-1997) و (Rao & Injaganeri, 2011). وقد تبين من خلال التحليل باستخدام المعادلات المقترحة وجود توافق مقبول مع النتائج العملية مقارنة بنتائج المعادلات المتوفرة.

Keywords

Cracking --- Ultimate --- Shear --- Pile Cap --- Regression.


Article
Finite Element Modeling and Theoretical Analysis of SFRSCC Composite Beams Strengthened by Bottom Tensioned Steel Plates
النمذجة بالعناصر المحددة والتحليل النظري لجسور مركبة من الخرسانة ذاتية الرص المسلحة بألياف حديدية والمقواة بصفائح حديدية سفلية مشدودة

Loading...
Loading...
Abstract

This research concern finite element modelling and theoretical analysis for evaluating the effect of steel fibers on the behaviour of composite beams of tensioned steel-concrete interfaces with shear connectors. Based on available experimental tests of seven composite beams consisting of rectangular reinforced concrete prisms (125*200*1900)mm strengthened by bottom steel plates interconnected by shear connectors, of diverse contents of steel fiber volume fraction (0.0%, 0.2%, 0.5% and 0.8%), shear connectors distributions and plates thicknesses and lengths. Each beam was loaded up-to failure under the influence of two concentrated loads to monitor its failure mode, record the load and deflection values at its mid-span and also register values of the final relative end slip. The proposed nonlinear ANSYS (version 14) model for the seven test beams includes modelling of concrete, steel rebars, steel plates and the steel plate-concrete interface, where the high agreement of the ANSYS-model predictions with the experimental evidence is a definite witness to the reliability of the numerical model. The maximum differences in ultimate loads and mid-span deflection values for all beams are 8.1%% and 7.8%, respectively.البحث الحالي هو دراسة عن النمذجة بالعناصر المحددة والتحليل النظري لتقييم تأثير الالياف الحديدية على تصرف العتبات المركبة ذوات أسطح الحديد – الخرسانة البينية المشدودة المزودة بروابط قص. إعتمادا" على فحوصات عملية لسبع جسور مركبة مكّونة من مقطع خرساني مسلح مستطيل الشكل (125*200*1900)ملم مقوىّ من الاسفل بصفائح حديدية مربوطة بروابط قص, مع أضافة نسب حجمية مختلفة من الالياف الحديدية (0.0%, 0.2%, 0.5% و 0.8%), تغيير توزيع الروابط القصية وسمك الصفيحة وطولها. كل عتبة تم تحميلها تحت تأثير حملين مركزين وتم رصد نمط الفشل وتسجيل قيم الحمل والانحراف عند منتصف العتبة حتى الفشل وايضا" تسجيل قيم الحمل والانزلاق النسبي النهائي لأطراف العتبة. تم التحليل الرقمي لتلك العتبات المركبة السبع باستخدام برنامج ANSYS14 متضمنا تمثيل الخرسانة، حديد التسليح، حديد الصفائح السفلية ومنطقة التماس بين الصفيحة الحديدية والخرسانة. وقد كان التوافق العالي بين تنبؤات النموذج ANSYS والنتائج التجريبية شاهدا" واضحا" على موثوقية النموذج الرقمي, حيث ان اكبر فرق للحمل الاقصى والانحراف الوسطي لجميع الجسور لم يتجاوز 8.1% و 7.8% على التوالي.


Article
Reliability of Water Resources Quality Monitoring Program Data

Loading...
Loading...
Abstract

Data are a vital component of water resources management activities. The consequences of using poor quality data include faulty decisions, higher risk to the environment or human health, wasted resources and loss of credibility. Box-whisker plot, cations-anions balance and relative total dissolved solids (TDS) to electrical conductivity (EC) ratio were used to examine validity of water quality data. These techniques and reliability check applied on water quality data of Tigris river in 2013 to ensure that the data can be used for decision making in the management of water resources with a high level of confidence, improve the reliability of water quality assessments, and discovering some uncertainty. Box-whisker plot technique has been used to detect outliers and summarize data to show the centrality, spread and skewness of data along Tigris river monitoring stations. The results showed that about 5% of data classified as outliers. An analysis of data by using percent of error in cation-anion balance technique to check reliability of data showed that 21.6 % of data exceeded the permit level of error in ions balance. Relative TDS/EC ratio accuracy check shows that the data agree with the range 0.55 to 0.75 with exception in stations from T11 to T16B where the ratio slightly less than 0.55. Also the results showed that they are not entirely consistent with the nature and the characteristics of the river water quality especially at the first section about 400 km from T1 to T10 where the bicarbonate is the domain anion and final section about 300 km from T29 to T33 where sulphate is the domain anion. Analysis of Data showed that the data results have serious measuring or sampling errors, which means that the resultant data quality is insufficient for drawing reliable conclusions about water quality and for supporting decision making with high level of confidence. Applying quality control and quality assurance procedures have been required to ensure validity and reliability of data.تعد البيانات ذات اهمية قصوى في فعاليات ادارة الموارد المائية. ان تداعيات استخدام بيانات ضعيفة وغير موثوقة تشمل القرارات الخاطئةّ، ارتفاع المخاطر على البيئة وصحة الانسان، اهدار الموارد وفقدان المصداقية. تقنية الرسم الصندوقي وتقنية حساب نسبة الخطأ في توازن الأيونات ونسبة الأملاح الذائبة الى الموصلية الكهربائية استخدمت لاختبار صحة بيانات جودة المياه. هذه الطرق طبقت على بيانات جودة المياه لنهر دجلة لعام 2013 للتأكد من أن البيانات يمكن أن تستخدم لصنع القرار في إدارة جودة الموارد المائية مع مستوى عال من الثقة، وتحسين موثوقية تقييم نوعية المياه، واكتشاف بعض الأشكالات. استخدمت تقنية الرسم الصندوقي للكشف عن القيم الشاذة وتلخيص البيانات لاظهار التمركز والانتشار والالتواء للبيانات لمحطات الرصد على طول مجرى النهر. أظهرت النتائج بهذه الطريقة أن حوالي 5 % من البيانات صنفت على انها شاذة. تحليل البيانات باستخدام تقنية نسبة الخطأ في توازن الايونات الموجبة والسالبة للتاكد من موثوقية البيانات قد اظهر ان 21.6 % من البيانات المفحوصة تجاوزت النسبة المئوية المسموحة للخطا في توازن الايونات. أن نسبة الاملاح الذائبة الكلية الى الموصلية الكهربائية كطريقة تقريبية للتأكد من دقة البيانات اظهرت ان النتائج تتوافق مع النسبة التي تتراوح بين (0.55- 0.75) الا بعض الاستثناء في المحطات (T11- T16B) حيث تنخفض النسبة قليلا عن 0.55 . ان النتائج رغم انها ضمن النسبة ولكنها لاتتسق تماما مع طبيعة وخصائص نوعية المياه في مقاطع النهر, حيث أن المياه في اعلى النهر غنية بايونات البيكربونات ويفترض ان تكون النسبة بالحد الادنى، ونوعية المياه في اسفل النهر غنية بايونات الكبريتات ويفترض ان تكون النسبة بحدها الاعلى وهو مالم يتوافق تماما مع النتائج. خلاصة القول ان نتائج تحليل البيانات اظهر آنها تحتوي على أخطاء جسيمة ربما تتعلق بالنمذجة اوالقياسات وهو مايعني ان نوعية البيانات الناتجة بحاجة الى مراجعة وغير كافية لاستخلاص استنتاجات موثوقة حول تقييم نوعية المياه ودعم اتخاذ القرار على مستوى عال من الثقة. ان ضمان صحة وموثوقية البيانات يتطلب تطبيق برنامج او اجراءات مراقبة الجودة وضمان الجودة بشكل فاعل وفي جميع المراحل.


Article
Study the Mechanical Properties and Numerical Evaluation of Friction Stir Processing (FSP) for 6061-T6 Aluminum Alloys
دراسة الخواص الميكانيكية والمحاكاة العددية لسبائك الالمنيوم من نوع 6061-T6 الملحومة بطريقة المعالجة بالمزج الاحتكاكي.

Loading...
Loading...
Abstract

Friction stir processing is a new method of changing the properties of a metal through intense, localized plastic deformation ,this process mixes the material without changing the phase (by melting or otherwise) and creates a micro structure with fine, equiaxedgrains, It is used to improve the micro structural properties of metals. In this paper , the enhancement of mechanical properties of friction stir welding specimens at variable rotation speeds (1100,1300 and 1500 rpm ) with constant feed speed(60 mm/min) for 6061-T6 aluminum alloy is studied by using the friction stir processing method at the same variable rotation speed and feed speed in order to transform a heterogeneous micro structure to a more homogeneous, refined micro structure. The best results of the weld gained at the parameter 60 mm/min weld speed and 1300 RPM rotation speed for the FSW and FSP where the efficiency reaches to 84.61% for FSW and 89.05% for FSP of the ultimate tensile strength of the parent metal .This research is developed a finite element simulation of friction stir processing (FSP) of 6061-T6 Aluminum alloy. Numerical simulations are developed for thermal conductivity, specific heat and density to know the relationship of these factors with peak temperature, The simulation model is tested with experimental results. The results of the simulation are in excellent comparison with the experimental results.تعتبر طريقة معالجة المزج الاحتكاكي من الطرق الحديثة لتحسين خصائص المعادن في هذه العملية يتم مزج المواد دون إي تغيير في الأطوار (عن طريق انصهار أو غير ذلك) و يتم استخدام تلك الطريقة لتحسين خصائص البنية المجهرية للمعادن. في هذه الدراسة ، تم قياس الخواص الميكانيكية لعينات لحام المزج بالاحتكاك بسرعات متغيرة وهي ((1700,1500,1300 دورة في الدقيقة ) مع سرعة تغذية مقدارها ( 60 ملم/ دقيقة ) و من ثم تم استخدام طريقة المعالجة بالمزج الاحتكاكي لنفس سرع الدوران وسرعة تغذية المستخدمة في اللحام بالاحتكاك من أجل تحسين الخواص الميكانيكية لسبائك الالمنيوم من نوع 6061-T6و تحويل البنية المجهرية إلى بنية مجهرية أكثر تجانسا. وكانت أفضل نتائج لخط اللحام عند سرعة خطية مقدارها 60 ملم / دقيقة و سرعة دوران 1300دورة / دقيقة وكانت الكفاءة مقدارها84.61 ٪ و 89.05 ٪ بالنسبة للحام المزج بالاحتكاك ومعالجة المزج الاحتكاكي على التوالي و قد تم حساب الكفاءة اعتمادا على أقصى مقاومة شد للقطع الملحومة مقارنة مع أقصى مقاومة شد للمعدن الأساسي , وتم أيضا دراسة تأثير طريقة معالجة المزج الاحتكاكي على تحسين البنية المجهرية وزيادة مقدار الصلادة المجهرية لسبائك الألمنيوم من نوع 6061-T6 الملحومة بطريقة اللحام بالمزج الاحتكاكي وأيضا تم فحص أفضل النتائج التي تم الحصول عليها بفحص الأشعة السينية واظهر هذا الفحص خلو العينات المفحوصة من إي نوع من أنواع العيوب . هذا البحث تضمن تطوير طريقة الجزئيات المحددة لمعالجة المزج الاحتكاكي لسبائك الألمنيوم من نوع 6061-T6. وتم اختبار نموذج المحاكاة بين النتائج التجريبية عن طريق كاميرا التصوير الحراري والنتائج العددية عن طريق برنامج (ANSYS 14.5) الذي يتم من خلال إعطاء الموصلية الحرارية، والحرارة النوعية والكثافة لمعرفة علاقة هذه العوامل مع درجة الحرارة الذروة ونتائج المحاكاة وأظهرت مقارنة جيدة مع النتائج التجريبية.


Article
Influence of partial replacement TiO2 nanoparticles on the compressive and flexural strength of ordinary cement mortar

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, the compressive and flexural strength together with microstructural analysis of mortar by partial replacement of cement with Nano-TiO2 particles has been studied. TiO2 nanoparticles with average diameter of 15 nm were used with four different contents of 0.25%, 0.75%, 1.25% and 1.75% by weight. the compressive and flexural strength tests were done after curing at the ages of 7-days as early age, 28-days as standard age. The Nano-cement mortar was prepared using cement-sand ratio of 1:3 by weight with water-binder ratio (w/b ratio) as 0.5. The results showed that the compressive and flexural strength of the cement mortars with TiO2 were higher than pure cement mortar. The ultimate strength of Nano-cement mortar was gained at 0.75% of cement replacement. The enhancement in compressive and flexural strength were 19.33 % and 15.1% respectively at 28 days. SEM study about the micro structure of cement mortar containing nanoparticles and ordinary cement mortar showed that TiO2 nanoparticles fills the pores completely and reduces the large crystals of Ca(OH)2 and the hydrate products are denser and compact. تم دراسة مقاومة الانضغاط والانحناء بالإضافة الى التحليل البنيه المجهرية لمونة الاسمنت المستبدل جزئيا بجزيئات نانوية من ثنائي اوكسيد التيتانيوم. الجزيئات النانوية من ثنائي اوكسيد التيتانيوم ذات معدل قطر 15 نانو ميتر تم استخدامها واستبدالها جزئيا عوضا عن الاسمنت بأربع نسب مختلفة هي 0.25% , 0.75% , 1.25% و 1.75% من وزن الاسمنت. اختبار مقاومة الانضغاط ومقاومة الانحناء تم بعد 7 و 28 يوم من المعالجة في الماء. مونة الاسمنت النانوية تم تحضيرها باستخدام عامل سمنت الى رمل هو 3:1 , ماء الى الاسمنت هو 0.5. اظهرت النتاج ان مقاومة الانضغاط ومقاومة الانحناء للمونة التي تحتوي على مواد نانوية اعلى من تلك التي لا تحتوي عليها, وكانت اعلى مقاومة انضغاط ومقاومة انحناء عند نسبة استبدال 0,75% , حيث كانت نسبة الزيادة لمقاومة الانضغاط 19,33% ولمقاومة الانحناء 15,1% بعد 28 يوم. كما اظهرت الصور المأخوذة من جهاز الماسح الالكتروني المجهري للبنية المجهرية لكل العينات, ان جزيئات ثنائي اوكسيد الكاربون النانوية تملء الفراغات البينية للمونة و تقلل من حجم بلورات Ca(OH)2 ويكون الناتج من عملية الإماءة اكثف من المونة التي لا تحتوي على مواد نانوية.

Keywords


Article
Fluidic Jet Vectoring at Subsonic Flow ay Using Counter Flow Method

Loading...
Loading...
Abstract

Experimental & Computational and investigations of thrust vectoring by using counter flow method had been carried out in the present work. The experimental investigation included design and construction of test rig with rectangular duct with aspect ratio of (4.4) in order to investigate the effect of various geometric variables on thrust vectoring angle. Set of experiment at tests was carried out over the mass flow ratio (Ṁs/Ṁp) range 0 ≤ (Ṁs/Ṁp) ≤ 0.31 with secondary slot gap height g/H= (0.0294, 0.0588, 0.088 and 0.1176) and coanda surface diameter R/H= (1.176, 2.353, 3.529and 4.705). Load measurements were obtained using four load cells. The computational investigation involved a 3D numerical solution by FLUENT Software for some of experimental cases. Experimental results show that the increase in secondary jet blowing rate lead to increasing in the jet vectoring angle, there are three zone can be observed, dead zone appears at low mass flow ratios, then followed by control region in which continuous thrust vector control can be achieved followed by a saturation region. The length of the dead zone’ was also dependent on the size of the Coanda surface diameter which a small diameter resulted in a prolonged ‘dead zone’ range, and the secondary gap height to the primary gap height had inverse relation with jet vectoring angle. The investigation shows that both the experimental and computational results obtained follow a similar trend line. Mach number is less than 0.5.تضمن البحث الحالي دراسة عمليه ونظريه لتوجيه نفاث رئيس باستخدام طريقة دفع نفاث ثانوي بالاتجاه المعاكس لاتجاه النفاث الرئيس للاستفادة من ظاهرة (coanda effect) حيث شمل الجانب العملي على تصميم وبناء منظومة كاملة لتوليد النفاث الرئيسي والثانوي حيث أن النفاث الرئيسي على شكل مستطيل (نسبه العرض إلى الارتفاع =4.4 ) وتم دارسة متغيرات مختلفة على مقدار زاوية انحراف اتجاه النفاث الرئيسي .أن الدراسة العملية تضمنت تغيير نسبة التدفق الكتلي ((Ṁs/Ṁp ) اي نسبة التدفق الكتلي للنفاث الثانوي على نسبة التدفق الفعلي للنفاث الرئيسي والذي تراوحت مابين 0≤Ṁs/Ṁp ≤0.31 كذلك تم اخذ أربع ارتفاعات للنفاث الثانوي على ارتفاع النفاث الرئيسي g/H= (0.0294, 0.0588, 0.088, 0.1176) وتم اخذ أربع أقطار (R/H= (1.176, 2.353, 3.529 and 4.705. أما بالنسبة للجانب النظري فتم عمل محاكاة باستخدام Fluent 6.3.26 لغرض التحليل النظري لبعض الحالات العملية. من البحث تم الحصول على توجيه كامل للنفاث الرئيسي باستخدام نفاث ثانوي وبينت التجارب العملي تطابق جيد مع النتائج النظرية حيث لوحظ ان النتائج تحتوي على ثلاث مناطق المنطقة الأولى والتي تسمى dead zone والذي ينعدم فيها التوجيه ومنطقة التوجيه control zone ومنطقة ثالثة هي Saturation zone الذي فيها يثبت مقدار التوجه وأثبتت ان بزيادة معدل التدفق الثانوي إلى الرئيسي إلى زيادة مقدار زاوية انحراف النفاث وان وقطر السطح المنحني (coanda surface) يحدد مدى منطقة انعدام التوجيه (dead zone ) , كما لوحظ ان ارتفاع فتحة النفاث الثانوي لها علاقة عكسية مع مقدار زاوية انحراف النفاث. وتم مقرنة نتائج البحث الحالي مع بحوث سابقه وقد أظهرت تماثل جيد. رقم ماخ أقل من 0.5.


Article
Effect of Cutting Parameters on Wear and Surface Roughness of Stainless Steel (316L) Using Milling Process
تأثير ظروف القطع على البلى والخشونة السطحية للفولاذ المقاوم للصدا(316L) باستعمال عملية التفريز

Loading...
Loading...
Abstract

Flank wear width is generally recognized as the key indicator for tool life. In the milling process, several factors that influence on the wear of the tool) the material of workpice, the tool material, cutting conditions, the shape of a tool, machining time). In the experiments stainless steel 316L was used and cutting parameter with constant cutting tool type, cutting feed ,depth of cut and four spindle speeds(350,550,930 and 1100) rpm. The cutting tool wear was measured using optical microscope. The results showed an increase in cutting speed lead to decreases surface roughness (2.648,2.285,1.878 and 1.526) µm respectively with constant machine parameter and give indicating for tool wear which increase with the increase roughness of production surface.عرض البلى الجانبي يعتبر كمؤشر رئيسي لمعيار عمر الاداة. في عملية التفريزهنالك عدة عوامل تؤثرفي بلى الاداة هي مادة العدة المشغلة,ظروف التشغيل ,شكل الاداة المستعملة وزمن التشغيل.الجانب العملي استعمل الفولاذ المقاوم للصدا 316L)) وظروف قطع من ادة قطع وتغذية وعمق ثابت ولكن استعمال اربع سرع دوران(550350, 930و1100) دورة بالدقيقة.ان البلى في عدة القطع تم قياسه باستعمال مجهر ضوئي والنتائج اظهرت ان زيادة سرع القطع تؤدي الى نقصان في خشونة السطح (1.526, 1.878,2.285,2.648)مايكرون بثبوت ظروف القطع (والتي تعطي مؤشر لبلى الاداة والذي يزداد بزيادة الخشونة للسطح المشغل) .


Article
Comparison Performance of the Elliptical Flow Condenser for a Domestic Refrigerator with Wire-on-Tube Condenser
مقارنة اداء مكثف بيضوي لثلاجة منزلية مع مكثف سلكي

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents an experimental investigation into the performance of a novel design of condenser consisted of number of loops as elliptical shape for domestic refrigeration system and comparison with wire-on-tube condenser. The purpose of this study is designing and manufacturing a new type of condensers (Elliptical condenser) that depends on the experimental data by heat exchanger performance under various operating conditions. The experiment was conducted with a refrigerator designed to work with HFC134a, under no load and with loads (1.5,3 and 12 litters of water). The results showed that the work done by the compressor decreases with elliptical condenser, and then the power consumption also decreases about (0.3Amp to 0.5Amp). Also, the effects of shape change of the condenser were very important in enhancement heat transfer rate and reduction the frictional loss as result of reducing the pressure drop in the condenser. Therefore, the elliptical condenser can be used instead of the wire-on-tube air cooled condenser in a domestic refrigeration system.تمثل هذا الدراسة بحث تجريبي في اداء تصميم جديد للمكثف يتكون من عدد من الحلقات بشكل بيضوي لنظام الثلاجة المنزلية ومقارنته مع المكثف السلكي. الغرض من هذه الدراسة هو تصميم وتصنيع نوع جديد من المكثفات (المكثف البيضوي) والتي تعتمد على بيانات تجريبية من حيث اداء التبادل الحراري تحت ظروف عمل مختلفة. التجارب كانت تعمل على ثلاجة مصممة للعمل مع (HFC134a ). وتحت احمال متغيرة ( بدون حمل , 1.5, 3 ,12 ليتر من الماء). توضح النتائج ان الشغل المنجز بواسطة الضاغط يقل مع المكثف البيضوي, وعليه القدرة المستهلكة كذلك تقل حوالي (0.3 أمبير الى 0.5 أمبير). كذلك , تاثير تغيير شكل المكثف مهم جدا في تحسين معدل انتقال الحرارة وتقليل خسائر الاحتكاك كمحصلة لتقليل الهبوط بالضغط في المكثف. لذلك يمكن استخدام المكثف البيضوي بدلا عن المكثفات التقليدية المبردة بالهواء في نظام الثلاجة المنزلية.


Article
Experimental Study of the Thermal Characteristics for a Thermosyphon Pipe with Finned Condenser
دراسة تجريبية من الخصائص الحرارية لأنابيب الثرموسيفون مع مكثف مزعنف

Loading...
Loading...
Abstract

The thermosyphon pipes are two-phase heat transfer devices with extremely high effective thermal conductivity. In this work, the thermal characteristics of a thermosyphon pipe with finned condenser (free convection condenser) is studied experimentally. The thermosyphon pipe is manufactured from copper. Distilled deionized water is used as a working fluid, the pipe is charged at filling ratio equal to 50% of the evaporator volume. Annular fins manufactured from aluminum are installed on the outer surface of the condenser section. The thermosyphon pipe is tested experimentally at different input power (2 W, 5 W, 10W, 15 W, 20 W, 25 W, and 40 W) and different inclination angle (30o, 60o, and 90o from horizontal). The results show that the increase in the input power leads to increase in the thermosyphon pipe operating temperature, while the thermal resistance decreases with increasing the input power. Also the results showed the thermal performance of the pipe is improved when the pipe is positioned at inclination angle of 30o comparing with the inclination angles 60o, and 90o.ان أنبوب الثرموسيفون هو من أدوات نقل الحرارة ثنائية الطور ويعتبر ناقل حراري كفوء جداً.في هذا البحث تم دراسة الاداء الحراري لانبوب ثرموسيفون ذي مكثف مزعنف (مكثف يبرد بالحمل الحر) تجريبياً. تم تصنيع أنبوب الثرموسيفون من مادة النحاس .أستخدم الماء المقطر كمائع تشغيل، حيث تم شحن الانبوب بكمية تعادل 50% من حجم المبخر. وقد ثبتت زعانف حلقية مصنوعة من الالمنيوم على طول السطح الخارجي للمكثف. تم أختبار أنبوب الثرموسيفون تجريبياً عند قيم مختلفة للقدرة الداخلة ( 2 واط و 5 واط و 10 واط و 15 واط و 20 واط و 25 واط و 40 واط) و زوايا ميل مختلفة ( 30° و 60° و 90° من الوضع الافقي). أظهرت النتائج أن زيادة القدرة الداخلة تؤدي الى زيادة درجة حرارة اشتغال الانبوب، بينما تنخفض المقاومة الحرارية مع زيادة القدرة الداخلة. وهذا يعني تحسن الاداء الحراري للانبوب مع زيادة القدرة الداخلة. أيضاً بينت النتائج أن الاداء الحراري للانبوب يكون افضل عند وضع الانبوب بزاوية ميل 30° عن الافق مقارنة مع زوايا ميل 60° و 90.


Article
Experimental Investigation for the Thermal performance of Modified Closed Wet Cooling Tower
التحقيق العملي للأداء الحراري على برج تبريد رطب مغلق مطوّر

Loading...
Loading...
Abstract

Researchers and designers keenly seek to improve the performance of cooling towers because of the extensive impact on the work and efficiency of the systems concerned to these towers. For this purpose, a Closed Wet Cooling Tower (CWCT) modified with added packing was designed, manufactured and tested for cooling capacity of 9 kW in Iraq. A series of experiments was carried out at different operational and conformational parameters. Operational parameters demonstrate: air flow rate, spray water flow rate, cooling water flow rate, inlet cooling water temperature and inlet air wet bulb temperature. Conformational parameters indicate: height of packing used and location of packing. The results showed a significant performance improvement when using packing with CWCT under the heat exchanger and above the heat exchanger as compared to CWCT. Empirical correlations are obtained to predict water film heat transfer coefficient and air-water mass transfer coefficient considering the influences of operational parameters. يحرص الباحثون والمصممون على رفع كفاءة أبراج التبريد لما لذلك من تأثير كبير على عمل وأداء المنظومات المرتبطة بهذه المنظومات. لهذا السبب تم تصميم وتصنيع واختبار برج تبريد رطب مغلق مطوّر بإضافة الحشوات بقدرة تبريد (9kW) في العراق . سلسة من التجارب تم اعتمادها لمتغيرات تشغيلية وتصميمة مختلفة . المتغيرات التشغيلية شملت: معدل تدفق الهواء ,معدل تدفقات ماء الرش و ماء التبريد , درجة حرارة الدخول لماء التبريد ودرجة حرارة الهواء الرطبة.أما المتغيرات التصميمة فهي استخدام أطوال مختلفة للحشوة لمواقع متغيرة . وضحت النتائج تحسين ملموس للأداء الحراري عند إضاقة الحشوة إلى البرج المغلق اسفل واعلى المبادل الحراري بالمقارنة مع برج التبريد المغلق بدون استخدام الحشوات. تم استنباط عدد من العلاقات التجريبية للتنبؤ بمعاملي انتقال الحرارة والكتلة بدلالة للمتغيرات التشغيلية.


Article
Vibration Suppression Control for a Flexible Beam with Sliding Mode Observer
السيطرة على تخميد الإهتزاز لعتبة مرنة مع إستخدام المخمن ذو الشكل المنزلق

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, the vibration suppression of smart structure is performed by using piezoelectric patch structure. The smart structure consists of a beam, as a host structure, and piezoelectric patches, attached to the surface of the beam, as actuation and sensing elements. Two sources of instabilities, namely, the observer spillover and the control spillover, are considered in the current design of the controller based on a reduced order model of the large scale system. To design a controller, that will attenuate the vibration, the balance realization is used to select the reduced order model that is most controllable and observable. Eight state is selected for the reduced model in the present work. The sliding mode observer, which based on the equivalent control, is designed to estimate eight states of the reduced model where the state estimation error is proved bounded. By using the estimated state via sliding mode observer an optimal LQR controller is designed that attenuate the vibration of a smart cantilever beam using piezoelectric element. To overcome the control spillover problem, an avoidance condition was derive, that will ensure the asymptotic stability for the proposed vibration control design. The numerical simulations are preformed to test the vibration attenuation ability of the proposed optimal control. For 10 mm initial tip displacement, the piezoelectric actuator found able to reduce the tip displacement to about 1.3 mm after 15s, while it equal to 7 mm with the open loop case. The simulations show, also, that the optimal control action is performed with minimum effort where only 30 voltage is required while piezoelectric actuator is saturated at 200 voltage.في هذه الدراسة، تم تنفيذ إخماد الاهتزاز في الهياكل الذكية، باستخدام المواد الكهرضغطية. يتكون الهيكل الذكي من عتبة كجزء اساسي، ومن المواد الكهرضغطية الملصقة على سطح العتبة والتي تمثل المؤثرات والمتحسسات. هناك مصدران من ‏عدم الاستقرار في العتبة، وهما تأثير تداعيات المخمن وتأثير تداعيات السيطرة الغير مباشرة، حيث تم الاخذ بنظر الاعتبار هذين المصدرين في التصميم الحالي لنظام السيطرة على أساس نموذج مخفض ‏من النظام الأصلي. لتصميم نظام تحكم والذي من شأنه تخفيف الاهتزاز، تم استخدام طريقة (Balance realization) لاختيار نموذج مخفض حيث يكون هذا النموذج اكثر قابلية على السيطرة والتخمين. تم اختيار ثمانية متغيرات حالة للنموذج المخفض عن النظام الأصلي. ان نظام المخمن المنزلق، والذي يستند على المسيطر المكافئ، يهدف إلى تقدير ثمانية متغيرات حالة حيث إن الخطأ في التخميد محدد كما تم إثباته. باستخدام تخمين المتغيرات عن طريق المخمن المنزلق، تم تصميم وحدة تحكم LQR الأمثل من شأنها أن تخفف من اهتزاز العتبة الذكية وباستخدام العنصر الكهرضغطي. وللتغلب على مشكلة تأثير السيطرة غير المباشرة، تم اشتقاق شرط تحقيق الاستقرارية والذي يضمن استقرار المسيطر للتصميم المقترح والذي سيقلل الاهتزاز في العتبة. باستخدام المحاكاة العددية تم اختبار قدرة نظام السيطرة المقترح لتقليل وتخميد الاهتزاز. تم ازاحة طرف العتبة 10 مم، حيت وجد بان المؤثرات (actuator) للمادة الكهرضغطية (piz) قادرة على تقليل الازاحة إلى حوالي 1.3 ملم بعد 15 ثانية، في حين أنه يساوي 7 ملم في الحالة الحرة. ومن خلال المحاكاة تبين، أيضا، أن نظام السيطرة الأمثل يتم تنفيذه مع الحد الأدنى من الجهد حيث ان المطلوب هو 30 فولت فقط من أصل 200 فولت وهو الحد الاعلى لتشغيل المادة الذكية (Piz).

Keywords


Article
The Corrosion Resistance of The Ukrainian Steel Embedded in Concrete after and before quenching
مقاومة للتآكل من الصلب الأوكرانية جزءا لا يتجزأ في الخرسانة بعد و قبل التبريد

Loading...
Loading...
Abstract

The corrosion resistance of the Ukrainian structural steel(0.22%C) and dual-phase steel which produced from it and embedded in concrete was carried out in this investigation, a test specimens of the Ukrainian steel was prepared and heated to a different temperatures )730 .760 , 790 , 820 , 850, 860 , and8700C( for (50 min) holding time and then quenched in water , a dual-phase steel with a different volumetric fraction of martensite (4.5, 12.6 , 21.4 , 43.2 , 64.8 ,85.3 ,and 100%Ms ) was produced respectively . Test specimens of Ukrainian steel and of dual-phase steel were initially curing in different mediums (Kufa river water, 3.5%NaCl solution, and Arabian gulf water) for (21 Days) , to know the effect of the volumetric fraction of martensite on the corrosion resistance, also another specimens of Ukrainian steel and of (21.4%Ms) dual-phase steel immersed in concrete which conforming to ( Bs 532: Part 2: 1990) and after (1 Day) cured in water for (7) days ,to find the effect of the embedded in concrete on the corrosion resistance were cured to the same above test . Corrosion rates were measured by using a modified Tafel extrapolation corrosion test technique (ASTM G 109) , which entails voltage control and current quantifications. In addition, the (CMS-105) system was employed for daily observations on steel bars immersed in similar curing conditions . The parameters measured included corrosion potential (Ecorr), corrosion current (Icorr), polarization resistance (Rp), and corrosion rate (Rcorr.) for all specimens . The experimental results showed that all the dual-phase steel rebar, embedded or not embedded in concrete, have more times corrosion resistant than Ukrainian structural steel for all used mediums (Kufa river water, 3.5%NaCl solution, and Arabian gulf water), because dual-phase steel contains no carbide and most of the carbon atoms are trapped in the martensite structure , and the Ukrainian steel contains the eutectoid carbide that is susceptible to pitting corrosion , and because of the presence of pearlite phase in the microstructure , also there was an effective for the martensite ,s volume percentage (%Ms) on the corrosion resistance of dual-phase steel embedded in concrete ,when it was increased the corrosion resistance increased also.تم في هذا البحث دراسة مقاومة التآكل لحديد التسليح الاؤكراني المنشأ 0.22%C )) وللصلب ثنائي الطور المحضر منه و المغمورين في الخرسانة الكونكريتية ، حيث تم تحضير عينات من حديد التسليح وتسخينها لدرجات حرارية مختلفة (0C 870 .860 , 850 , 820 , 790 760 , 730 ) ولزمن (50 min ) ثم الإخماد بالماء ومن ذلك أمكن الحصول على صلب ثنائي الطور ذو جزء حجمي للمارتنسايت بنسب مختلفة (100 , 85.3 , 64.8 , 43.2 , 21.4 ,12.6 , 4.5%Ms )على التوالي. لقد غمرت عينات من حديد التسليح ومن الصلب ثنائي الطور المحضر في أوساط تآكل مختلفة (ماء نهر الكوفة ، محلول 3.5%NaCl ، ماء الخليج العربي ) ولمدة (21 Days ) وذلك لمعرفة تأثير الجزء ألحجمي للمارتنسايت (Ms% ) على مقاومة التآكل, ولتوضيح تأثير الغمر في الخرسانة على مقاومة التآكل, اجري نفس الاختبار أعلاه لعينات أخرى من حديد التسليح ومن الصلب ثنائي الطور (21.4 %Ms) بعد أن غمرت أولا في الخرسانة الكونكريتية المحضرة حسب المواصفة ( Bs 532: Part 2: 1990) وتركت لمدة يوم واحد ثم غمرت بعد ذلك في الماء لمدة سبعة أيام (7 Days). اجري اختبار معدل التآكل لجميع العينات باستخدام تقنية اختبار التآكل المعدل (Tafel) وحسب المواصفة (ASTM G 109) وذلك من خلال السيطرة على التيار الكمي والجهد وذلك باستخدام نظام (CMS-105) للمراقبة اليومية على جميع العينات المغمورة في حالات مماثلة , كما تم قياس جهد التآكل (Ecorr. ) وتيار التآكل (.Icorr ) ومقاومة الاستقطاب (Rp ) ومعدل التآكل (Rcorr). أظهرت النتائج بأن مقاومة التآكل لكافة أنواع الصلب ثنائي الطور المنتج أعلى بعدة أضعاف منها لحديد التسليح سواءا كانت مغمورة أو غير مغمورة في الخرسانة وذلك لان الصلب ثنائي الطور لا يحتوي على الكاربيدات ومعظم الكربون فيه مذاب وموزع بصورة عشوائية في التركيب المارتنسايتي هذا من جهة و من جهة أخرى فان وجود البرلايت في التركيب ألمجهري لحديد التسليح والذي يكون كار بيد اليوتكتويد والذي يشجع بدوره على التآكل بالتنقر (Pitting Corrosion) ويقلل من مقاومة التآكل لحديد التسليح ، كما أن هنالك تأثير كبير للنسبة المئوية للجزء ألحجمي للمارتنسايت (%Ms)على مقاومة التآكل للصلب ثنائي الطور حيث تزداد مقاومة التآكل بزيادتها.

Keywords


Article
Natural Frequencies of Multi-Irregular Span Beams under Elastic Supports By Modal Analysis Method
الترددات الطبيعية للعتبات الغير منتظمة الفضوة المتعدده تحت اسناد مرن باستخدام التحليل الشكلي

Loading...
Loading...
Abstract

Evaluating the natural frequencies of multi- span beams with elastic supports play a major role in vibration designing and optimizing of many structures such as bridges, railways ,pipes and so on The continuity of the boundary conditions ,state space and numerical methods are normally used to investigate the vibration characteristics of such structures .Unfortunately ,such methods lead to high size matrix in dealing with the boundary value problem as the number of spans increase. In the present work, the problem is solved analytically by using Modal Analysis techniques in which the continuous system is discreteized to finite degree of freedoms in terms of the generalized coordinates A proper shape function are employed for describing the system dynamical behavior and satisfying the boundary conditions .In the present method the size of the resulting Eigen matrix depends on the number of mode chosen regardless of the number of spans. With this method wide variety of support configurations can be treated. The validly and convergence of the present method for calculating the natural frequencies is carefully checked by comparing with the exact values for two-span beams with different boundary conditions . It is found that using only (5) modes for the assumed solution gives only 2% error for two span simply supported and free ends beam , however for clamped ends the error is 8% .The present method is further checked by comparing with the Finite Element method the results show good agreements where the error is not increases 1% .The results of the natural frequencies of up to (10) equal and unequal spans beams under different boundary conditions and support stiffness are presented .The results showed that the natural frequencies can be highly controlled by proper choosing of the structure parameters and support stiffness.ان ايجاد الترددات الطبيعية للعتبات ذات الفضاءات المتعدده والموضوعة على مساند مرنة يلعب دورا اساسيا في التصميم الامثل للاهتزاز للعديد من الهياكل كالجسور وخطوط السكك الحديدية والانابيب وغيرها .تستخدم عدة طرائق لبحث خصائص الاهتزاز مثل استمرارية الظروف المحيطية وحيز الحالة والطرائق العددية . تنتج عن تلك الطرائق مصفوفات كبيرة الحجم تزداد بزيادة عدد الفضاءات .في العمل الحالي تم حل المشكلة تحليليا باستخدام تقنيات التحليل الشكلي Modal Analysis حيث تم فيها تجزئة النظام المستمر الى عدد محدد من درجات الحرية بدلالة الاحداثيات المتولدة . استخدمت دوال شكلية ملائمة لوصف التصرفات الديناميكية للنظام واستيفاء الظروف الحدية .في هذه الطريقة يعتمد حجم المصفوفة الذاتية الناتجة على عدد الانساق المختارة بغض النظر عن عدد فضاءات العتبة وبذلك يمكن التعامل مع انواع مختلفه من المساند.تم تدقيق سريان مفعول هذه الطريقه في حساب الترددات الطبيعية وذلك بالمقارنة مع القيم الحقيقية وذلك لنموذج عتبة ذات فضائين تحت ظروف اسناد مختلفة فظهر ان افتراض خمسة انساق للحل يسبب نسبة خطأ بحدود 2% في حالة الاسناد البسيط و8% للاسناد المحكم.كما تم تدقيق الطرية بالمقارنة مع طريقة العناصر المحددة FEM فبينت النتائج توافقا جيدا حيث لم تتعدى نسبة الخطأ 1%.تم استعراض نتائج لعتبات مكونة من عدد يصل لغاية 10 فضاءات ذات اطوال متساوية أومختلفة وتحت مساند مرنة فبينت النتائج انه بالمكان السيطرة على الترددات الطبيعية بشكل كبير اعتمادا على خصائص النظام ومرونة المساند .


Article
Improvement of Micro UAV Performance using Tandem-Wing Design

Loading...
Loading...
Abstract

The main objective for the present work is related with design of MAV to get high performance and long endurance used for surveillance and monitoring in military and civilian. The most important problem that faced the MAV is flying with low Reynolds numbers (Mach number is too law) and high lift with avoid high drag, the tandem-wing design is sucseceful and more reliable for this purpose because it reduced the drag to a half and gives good aerodynamic chractrastices when it’s compared with the conventional wing design. The dimensions of a MAV are 120mm length, wing span 130mm ( from tip to tip) and 12g in weight (the standard weight of MAV about 5- 20 g) with rang 50m (is the distance that the aircraft cut from point to another). The softwares that used in the present work are (Java foil, Soled works, ANSYS, J2) to prove the results. For the aerodynamic coefficients (CL, CD) were checked for two models (Tandem wing and conventional wing) by using ANSYS. To ensure that the design is successful we made a Simulation for the design by using (The J2 Universal Tool-Kit for Aircraft Dynamics) software and used to testing the aerodynamic characteristic and performers, stability and control. The major benefits of the tandem wings are to reduce drag to half and increase the lift rather than conventional wing by separating the two wings. Java foil was used to calculate the aerodynamics coefficients for the airfoil.


Article
Recovery of Base Oil from Spent Automobile Oil Using Elementary and Binary Solvent Extraction
تحسين الزيت الاساسي من زيت السياره المستعمل باستخدام مذيب الاستخلاص المفرد والخليط

Loading...
Loading...
Abstract

This research was carried out to evaluate the effect of working parameters such as; type of solvent, solvent ratio, extraction temperature and mixing time on recovery of base oil from used oil by extraction / distillation technique. Bench scale experimental work was performed on spent motor oils collected from different service stations to select the suitable elementary solvents that could extract and regenerate the base oil such as (n- butanol, 2- propanol, and ethanol) and binary mixture of solvents such as (heptane and methyl ethyl ketone ) with (acetone). Different ratios of alcohol solvents to used lubricants from 1:1 to 4:1 (wt. /wt.) at atmospheric pressure with different extraction temperatures (30, 40, 50, 60oC) and different mixing time (15, 30, 45, 60min) were investigated. Moreover, three different types of earth fullers (acidic bentonite, basic bentonite and Dead Sea clay) were tested at different weight from 0.1 to 0.5g/20ml to bleach the base oil color which was regenerated at specific conditions of extracted temperature, solvent ratio and mixing time which were 40oC, 3:1 and 30min respectively. It has been found that the oil recovery and solvent recovery when using alcohol are progressively increased with increasing solvent/oil ratio to a certain limit. In such a manner that, n-butanol gives the highest extraction yield percentage of oil recovery and solvent recovery comparing with 2- propanol and ethanol. Moreover, higher mixing time granted higher percentage of base oil recovery and solvent recovery for 2- propanol and ethanol solvents. While insignificant effect of mixing time beyond 30min. on the recovery of oil and solvent was recorded with n- butanol. On the other hand, the oil recovery and solvent recovery are considerably increased with increasing binary solvent amount and with increasing the ratio of polar solvent (acetone) in the individual binary mixture. However, the binary solvent mixture of acetone plus methyl ethyl ketone is indicated to achieve highest extraction yield percentage of oil recovery. The final color of regenerated oil is evidently improved when it was treated with acidic bentonite and activated Dead Sea clay. On the other hand, there was no enhancement color recorded when it was treated with basic bentonite.تم إجراء هذه الدراسة لتقيم تأثير المتغيرات العملية مثل؛ نوع المذيب , نسبة المذيب ,درجة حرارة الاستخلاص, و كذلك الزمن اللازم لاستخلاص كمية الزيت الأساس من الزيت المستنفذ بواسطة تقنيات الاستخلاص و التقطير. تم إجراء مجموعة من التجارب العملية على مستوى مختبري على زيت المحركات المستهلك و الذي تم جمعة من محطات مختلفة لتبديل الزيت بهدف اختيار مذيبات أحادية مناسبة قادرة على استخلاص و إعادة تنشيط الزيت الأساس مثل (1- بيتانول, 2- بروبانول, ايثانول) و كذلك الخليط الثنائية من المذيبات مثل (الهبتان والمثيل اثيل كيتون) مَع (أسيتون). حيث تم دراسة إضافة نسب مختلفة من المذيبات الكحولية إلى زيوتِ السيارات المستهلكة و كانت تتراوح مِنْ 1:1 إلى 1:5 (وزن إلى وزن) في الضغطِ الجوّيِ و بدرجاتِ حرارية مختلفة (30, 40, 50, 60) درجه مئوية و زمن خَلْط مختلفِ هو (15, 30, 45, 60) دقيقه. في حين تم اختبار تراكيب وزنيه مختلفة من المذيبات الثنائية مع مختلف النسب من الزيوت المستهلكة عند درجة حرارة استخلاص ثابتة في 30 درجة مئوية . علاوة على ذلك، ثلاثة أنواعِ مختلفةِ مِنْ أطيان قصر اللون ( البنتونايت ألحامضي والقاعدي وأطيان البحر الميتِ) تم اختبارها بأوزان مختلفة مِنْ (0.1 إلى 0.5 ) غرام لكل 20 مل من الزيت الأساس المستخلص لمعرفة قدرتها على قصر اللون للزيت الأساس و ذلك في ظرف استخلاص معينة من درجةِ حرارة عند 40 درجه مئوية ونسبه مذيب إلى زيت4 :1 ووقت خلط 30 دقيقه. إن النتائج المستحصلة الخاصة باستخلاص الزيت و استرجاع المذيب عند استخدام مذيبات كحولية لوحظ إنها تزداد مع زيادة نسبة المذيب/الزيت المستهلك و إلى حد معين. حيث إن 1- بيوتانول أعطى أعلى نسبة استرجاع للزيت الأساس ثم 2- بروبانول بعدها الايثانول. علاوة على ذلك وجد إن زمن الخلط يعطي زيادة في نسبة الزيت الأساس المسترجع و الكمية المذيب المسترجع لمذيبان 2 – بروبانول و الايثانول , في حين لوحظ عدم تأثر نسبة استخلاص الزيت و استرجاع المذيب عند استخدام 1 – بيوتانول بزمن الخلط بعد 30 دقيقة . من ناحية أخرى، وجد إن كمية الزيت الأساس المستخلص و الكمية المذيب المسترجع تزداد بشكل ملحوظ مع زيادة كمية المذيب الثنائي المستخدم و كذلك نسبة المذيب القطبي (الأستون) في الخليط الثنائي. من الناحية الأخرى إن الخليط الثنائي للأسيتون مع المثيل اثيل كيتون له تحسن كبير بالنسبة إلى المسترجع من الزيت مقارنه مع خليط الأسيتون مع الهبتان. إنّ اللونَ النهائيَ للزيت تم تحسينه عن طريق البنتونايت ألحامضي وملح البحر الميت المنشط لكن لم يلاحظ إي تحسن عند أضافه البنتونايت القاعدي.


Article
Design and Analysis of Rectangular Microstrip Patch Antenna Operating at TM03 mode with Single and Stacked Structure for Bandwidth Enhancement
تصميم وتحليل هوائي شريطي مستطيل الرقعة يعمل عند النمط TM03 بهيكلية مفردة ومتراصة لغرض تحسين عرض الحزمة الترددية

Loading...
Loading...
Abstract

The goal of this paper is to enhance the bandwidth of a Rectangular Patch Microstrip Antenna, RPMA, operating at higher order mode, TM03 mode, using three techniques: thick substrate, capacitive-feeding and stacked patches techniques. The constant of substrate, for all designs, is 9.8 with loss tangent 0.001, Alumina substrate. Four RPMA’s operating at TM03 mode are designed: a conventional RPMA with two thicknesses, thin and thick substrate thickness, a capacitively-fed RPMA, and stacked capacitively-fed RPMA. The composite effect of integrating the three techniques is appeared in stacked capacitively-fed RPMA design. This design offer a wide bandwidth reach 65% with maximum gain 8.78dB. The performance of these designs(VSWR, the far field radiation pattern, and the current distribution) has been analyzed with the aid of Microwave Office software (MW-Office 2006,Version 7).الهدف من هذا البحث هو تحسين عرض الحزمة الترددية للهوائي الشريطي ذي الرقعة المستطيلة والذي يعمل في نمط عالي TM03 باستخدام ثلاث تقنيات: العازل السميك , التغذية السعوية, وتقنية الرقع المتراصة. ثابت عزل المادة العازلة ولكل التصاميم هو 9.8 بفقد 0.001 (الومينا). تم تصميم اربع هوائيات تعمل عند النمط TM03 : الهوائي الشريطي مستطيل الرقعة التقليدي بسمك قليل واخر سميك, هوائي شريطي مستطيل الرقعة بتغذية سعوية, واخيرا هوائي شريطي ذي رقعتين متراصتين فوق بعضها و بتغذية سعوية. جمع ثلاث تقنيات مع بعضها يظهر في التصميم الاخير والذي يعطي عرض حزمة ترددية واسعة تصل الى 65% مع تحصيل 8.78. تم تصميم وتحليل جميع التصاميم (نسبة فولطية الموجة الواقفة, هيكلية اشعاع المجال البعيد, وتوزيع التيار ) باستخدام برنامج MW-Office 2006.


Article
PI-like Fuzzy Logic Position Controller Design for Electro-hydraulic Servo-actuator Based on Particle Swarm Optimization and Artificial Bee Colony Algorithms
تصميم مسيطر موقع ضبابي منطقي من نوع PI للصمام الكهربائي الهيدروليكي باستخدام خوارزمية سرب الجسيمات وخوارزمية مستعمرات النحل الاصطناعي

Loading...
Loading...
Abstract

Electrohydraulic servo actuator mathematical model is one of the highly nonlinear hydraulic models. Electrohydraulic servo actuators used by aerospace, industrial and robotics applications for which accurate and fast performance are required in the presence of large loads or external disturbances. A servo actuator is made of a hydraulic cylinder or rotary actuator that is closely connected to an electrohydraulic servo actuator. This work focuses on modeling and simulation of electrohydraulic servo actuator that used for position control of the flight surface in a military aircraft with presence of external forces. PI-like Fuzzy Logic position intelligent Controller (FLC) is designed and simulated to control the actuator desired position during a specified time with minimum steady state error, settling time and oscillations in position response. This controller is implemented by using MATLAB Simulink and it has a settling time of 0.168 (sec). By comparison with reference [3], which has settling time of 0.341 (sec), there is enhancement by using the proposed controller in settling time about 50.733%. In addition, there is a small fluctuation around the desired position because the controller of mentioned reference does not compensate the force effect and nonlinearities in the actuator model. Particle Swarm Optimization (PSO) and Artificial Bee Colony (ABC) algorithms are used for tuning the gains of the PI-like Fuzzy Logic position Controller to satisfy the minimization in position error at the presence of the external force. The results show that the performance of ABC is more efficient than of PSO algorithm, because the trials by PSO have minimal fitness of 0.0008, but by ABC the minimal fitness achieved is 0.00072.نموذج الصمام الكهربائي الهيدروليكي المؤازر هو نموذج رياضي غير خطي للغاية ويستخدم في منظومات الطيران والفضاء وفي التطبيقات الصناعية والانظمة الروبوتية التي تحتاج سرعة ودقة في الاداء اثناء وجود حمل عالي واضطرابات خارجية. الصمام المؤازر يتكون من اسطوانة هيدروليكية او متحكم دوار يثبت للصمام الكهربائي الهيدروليكي. هذا العمل يشتمل على نمذجة ومحاكاة الصمام الكهربائي الهيدروليكي المؤازر للسيطرة على مستوى الطيران في طيارة عسكرية عن طريق السيطرة على موقع حركة جناح الطائرة بواسطة الصمام وبوجود قوة الدفع الخارجية. تم استخدام مسيطر ذكي ضبابي منطقي من نوع PI صمم لتتبع الموقع المطلوب التحرك له من قبل الصمام خلال زمن محدد واقل خطأ بالموقع واقل زمن استقرار واقل ذبذبة ممكنة. تم بناء المسيطر باستخدام محاكاة برنامج الماتلاب. وكانت نتيجة زمن استقرار الاستجابة بهذا المسيطر هي 0.168 ثانية مقارنة مع المسيطر المستخدم في المصدر رقم [3] بزمن استقرار 0.341 ثانية، حيث وجدت نسبة تحسين بزمن الاستقرار في المسيطر المقترح وهي 50.733%. أيضا توجد نسبة من التذبذب في المسيطر المستخدم في المصدر المذكور بسبب عدم استخدام مسيطر قادر على التعامل مع الأنظمة الغير خطية. تم استخدام خوارزمية سرب الجسيمات وخوارزمية مجمعات النحل الاصطناعية لإيجاد أفضل المعايير لمسيطر الموقع الضبابي المنطقي نوع PI للحصول على اقل نسبة خطأ مع الموقع المطلوب بوجود تأثير القوة الخارجية على جناح الطائرة. النتائج بينت ان اداء خوارزمية مجمعات النحل الاصطناعي أفضل من اداء خوارزمية سرب الجسيمات في تعيير المسيطر للحصول على اقل نسبة خطأ في الموقع واقل زمن استقرار واقل تذبذب حركي. حيث كانت نسبة صلاحية التعيير مع خوارزمية سرب الجسيمات هي 0.0008 ومع خوارزمية مجمعات النحل الاصطناعية هي 0.00072.


Article
Low Level Laser Irradiation Effects on Joint Movements

Loading...
Loading...
Abstract

This study tried to show an approach for joints process healing based on using of low level laser therapy (LLLT), in order to enhance the healing rate. The effect is not thermal, but rather related to photochemical reactions in the cells. This study included 26 patients with low back pain (LBP) in range of 20-50 years old were randomly divided to the laser treatment group and laser placebo group (control group). Both of two groups were treated twice weekly for 6 weeks. The treated group exposed group to pulse infrared with diode laser (BEAM 3K00) with 904nm wavelength and 230mJ (energy) for one point, and was irradiated on the vertebral column. The same process was performed on control group but with off laser. The laser placebo group did not complete their treatment because there was no improvement or decrease pain. The treated group divided into three subgroups according to the treatment period: the first showed improvement and decrease pain where dispersed to (4) in end of the three-week treatment, and (4) in a five-week treatment, and (5) valuable six weeks treatment. Visual analogue scale (VAS), Schober test and Roland Disability Questionnaire (RDQ) were used in the clinical and functional evaluations pre and post therapeutic periods. Significant improvements were noted in all groups with respect to all outcome parameters, in comparison to placebo laser group. Efficacies of treatment were evaluated using pain relief between treated groups by the statistical significance of the differences between the three feature sets for the LBP was tested with a Bonferroni corrected analysis of variance (ANOVA) test with a significance level of 0.05. Statistically significant differences were found in all outcomes measured (p<0.05).تظهر هذه الدراسة عملية علاج المفاصل باستخدام الليزر واطئ المستوى يكون تأثير الليزر غير حراري لكن من التفاعلات الكيميائية الضوئية في الخلايا ويكون العلاج بدون تدخل جراحي. استخدم 26 مريض مصابون بألم أسفل الظهر بعمر مابين 20-50 سنه قسمت بشكل عشوائي إلى مجموعة عولجت بالليزر ومجموعة بعلاج ليزر مموه .كلا المجموعتين تم معالجتها مرتين بالأسبوع ولمدة ستة أسابيع. في هذا العمل تم استخدام الدايود الليزري ذو الأشعة النبضية بطول موجي 904 نانو متر على مجموعة الليزر.أما مجموعة الليزر المموه فقد تم إطفاء جهاز الليزر أثناء المعالجة .طبق الليزر على أجسام الفقرات المصابة .وبعد المباشرة بالعلاج في كلا المجموعتين لم تكمل العلاج مجموعة الليزر المموه وذلك لكونهم لم يشعروا بتحسن أو انخفاض بمستوى الألم أما مجموعة العلاج بالليزر فقد انقسموا إلى ثلاثة مجموعات حسب فترة العلاج وذلك لشعورهم بالتحسن وانخفاض مستوى الألم لديهم . استخدمت ثلاث متغيرات للتقييم هي (مقياس مستوى الألم , واستبيان العجز رولاند, واختبار شوبر). لوحظت تحسينات في مجموعات الليزر بكل المتغيرات ماعدا مجموعة الليزر المموه وقد تم استخدام التحليلات الإحصائية لمعرفة أهمية التحسن (الكفاءة)بين المجموعات التي عولجت بالليزر واستخدم لذلك اختبار بونفيروني في برنامج الماتلاب مع مستوى أهميه 0.05.من النتائج وجدنا فروق ذات دلالة إحصائية في جميع نتائج المتغيرات (P<0.05).


Article
New Cities Design Policies as a Plan for Sustaining the City
سياسات تصميم المدن الجديدة كخطة لاستدامة المدينة

Loading...
Loading...
Abstract

The new cities design in Iraq has taken a unique dimensions with no clear policies or sustainable legislation to control it , the urban growth goes in reversed path from the center of the capital “Baghdad” to the edges and outskirts of the city which described as a reversed immigration .Also, the over growth habitats with the high land price problems made cities crowded from inside ready to explode to outside as the plans the government has put for years .All those major problems made a sustainable design policy suggestion urgent for the coming period of building new sustainable cities to sustain Baghdad and the other states in all Iraq in the future . The main problem research: is that “There isn’t a clear vision for a sustainable new cities design policies to sustain Iraqi cities”, and the hypothesis to solve the research problem is “using the sustainable policy elements in new cities design should be a national policy for sustaining the Iraqi cities in the future”. The research objective was to spot the light on the design policies used in planning the new cities in Iraq and to modify it for sustaining the city of Baghdad, The research has taken examples of planned not built cities with city under construction to measure the sustainable design policies that must be in future states and new cities all over Iraq . The results came positive for the case study cities that used a sustainable elements policy in the planning process. In conclusion, this research recommends to use sustainable design policies in future site planning process.اتخذ تصميم المدن الجديدة في العراق منحى فريدا من نوعة بابعادة بدون ان تكون له سياسة واضحة او تشريعات مستدامة لتديره , حيث ان النمو الحضري قد اتجه لاتجاه معاكس من مركز مدينة بغداد الى اطرافها و حافاتها لا بل تعدها لابعد من ذلك مما يمكن وصفها بالهجرة المعاكسة . كما ان النمو المتزايد بالسكن مع مشاكل غلاء الارض جعل المدينة مكتضة من الداخل مستعدة للانفجار خارج الخطة التي وضعتها الحكومة لسنين . كل هذه المشاكل الكبرى جعلت من سياسات التصميم المستدامة اقتراحا ضروريا للمرحلة القادمة لبناء مدن جديدة مستدامة لديمومة مدينة بغداد و المحافظات العراقية الاخرى مستقبلا . ان مشكلة البحث الرئيسية تتمثل في عدم وجود رؤية واضحة لسياسات تصميم مدن جديدة مستدامة لديمومة المدن العراقية , كما نصت الفرضية على ان استخدام عناصر السياسات المستدامة في تصميم المدن الجديدة يجب ان يكون سياسة دولية لديمومة و استمرار المدن العراقية في المستقبل .كما هدف البحث الى تسليط الضوء على السياسات المستخدمة لتصميم المدن الجديدة في العراق و لتعديلها لديمومة مدينة بغداد , اتخذ البحث امثلة لمدن مخططة غير مبنية و مدينة تحت الانشاء لقياس سياسات التصميم المستدامة الواجبه في المدن المستقبلية في كل العراق , جاءت النتائج ايجابية للمدن التي استخدمت عناصر السياسات المستدامة في عملية التخطيط , و في الاستنتاج النهائي اوصى البحث باستخدام سياسات التصميم المستدامة في عملية التصميم و التخطيط مستقبلا .

Table of content: volume:19 issue:2