Table of content

Al-Qadisiyah Journal for Engineering Sciences

مجلة القادسية للعلوم الهندسية

ISSN: 19984456
Publisher: Al-Qadisiyah University
Faculty: Engineering
Language: Arabic and English

This journal is Open Access

About

Al-Qadisiyah Journal for Engineering Sciences (QJES), ISSN: 1998-4456, was established in 2008. The Journal, in its current form, is intended to contribute to the state of the art in all fields of engineering research.
The Journal is a peer-reviewed journal and is published by the Faculty of Engineering, University of Al-Qadisiyah. The journal is now published Quarterly(March, June, September and December).

Loading...
Contact info

College of Engineering - Al-Qadisiyah university - Al-Diwaniya province - Rep. of Iraq box ( 1759 ) - fax (00964 (0) 36 652663) - Tel: +964(780)1432941
E-mail: engjou@qu.edu.iq

Table of content: 2011 volume:4 issue:3

Article
Estimation of the contributions of pile group cap into saturated clay soil
تخمين الإسهامات لقبعة مجموعة ركائز تخترق تربة طينية مشبعة

Loading...
Loading...
Abstract

Due to the importance of the hydraulic structures, sub-surface storage and the building on the problematic soil in Iraq, this work presents the methods for choosing the suitable footing (the behavior of a pile cap embedded into saturated cohesive soil), in other words, the comparison between pile cap when it contact with ground surface (pile cap as a raft footing) and it not contact with ground surface ( the resistance of the pile cap is negligible in calculation) such as pile group. The comparisons between two type footings are performed when the soil is very soft (low shear strength) and also when the soil is stiff (high strength). The stability of two types of footing is analyzed in terms vertical load and the generated displacement by using Plaxis program. The computer program uses a finite element technique to solve the three dimensional problems of variations in the ratio between pile length and cap width (L/B= 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 2.0 and 3.0 ) and to simulate the effects of the different types of cohesive soil which has shear strength equal to (Su=20,30,57.5,112.5 and 150 kPa). The analysis of the results of the very soft clay soil indicates when the model tests at ratios from (L/B=0.25) to (L/B=2.0), the load – displacement curve for pile group footing is steeper than the curve of the pile raft, this leads to high value of the resistance of the soil for pile group. In other words, the case of pile raft into very soft clay is more dangerous than the pile group. For model tests with (L/B= 3.0), the curves for pile group and pile raft footing are coincided with themselves at any load. The stability of pile raft in soil with ratios from (L/B=0.25) to (L/B=3.0) is high than for pile group embedded into very stiff clay soil. نتيجة لأهمية مشاريع المنشاءات المائية وأسس الخزانات الأرضية و الأبنية المقامة على الترب ذات المشاكل في العراق، العمل الحالي وفر إمكانية اختيار نوع الأساس الملائم لكل منشأ، من خلال توضيح مدى الإسهامات التي يمكن أن توفرها قبعة الركائز في حالة التربة الطينية المشبعة (Saturated Clay) ، بمعنى آخر المقارنة بين قبعة الركائز عندما تكون بتماس مع سطح التربة (Contact with Ground) و تعمل تلك القبعة كأساس حصيري (Pile Raft) وعندما لا تجلس على سطح التربة ( أو عندما لا يتم إدخالها بالحسابات) و في هذه الحالة الأسس تكون من (Pile Group). المقارنات بين نوعين الأسس انجزت عندما تكون التربة في الحالة الضعيفة ( مقاومة قصية واطئة (Shear Strength) مثل الطين الرخو جداً (Very Soft Clay)) و كذلك في حالة كون التربة قوية ) ذات مقــاومة قصية عاليـــة مثل الطيــن الصلد أو القاسي (Stiff Clay)).
الاستقرارية لنوعي الأسس تمــت باستخـــراج منحني الحمل- النزول (Load-Settlement Curve) لكل نوع و باستخدام برنامج العناصر المحدد بلاكسز (Plaxis Finite Element Program) لعدة قيم من نسبة طول الركائز إلى عرض قبعة الركائز (L/B= 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 2.0 and 3.0) ولأنواع مختلفة من الترب الطينية التي تملك مقاومة قص مساوية إلى (Su=20,30,57.5,112.5 and 150 kPa).
التحليل للنتائج المستخرجة لحالة تربة طينية مشبعة و رخوة جداً وعندما يكون الموديل يملك نسبة طوال الركيز (L) إلى عرض قبعة الركائز(B) تتراوح من (L/B=0.25) إلى (L/B=2.0) أظهر أن منحني الحمل - الإزاحة لأساس من نوع (Pile group) ذو ميل أعلى من حالة (Pile Raft) و بالتالي يحمل حمل اكبر من المنحني لأساس (Pile Raft) بمعنى أخر أن حالة (Pile Raft) تكون اخطر من ناحية النزول لحالة (Pile Group) وان كلا المنحنيين سينطبقان عندما تكون النسبة (L/B=3.0) هذا من جهة و من جهة أخرى لجميع أطوال الركائز من حالة (L/B=0.25) إلى حالة (L/B=3.0) يكون الأساس من نوع (Pile Raft) هو الأفضل من أساس نوع (Pile Group) من ناحية الاستقرارية لحالة الطين القاسي(Su=150 kPa).


Article
Experimental study to reduce the hydraulic resistance of water turbulent flow in pipes by polymer additives
دراسة تجريبية لتقليل المقاومة الهيدروليكية لجريان الماء الاضطرابي في الأنابيب بإضافة البوليميرات

Loading...
Loading...
Abstract

The aim of this research is to study the effect of polymeric additives to water on friction coefficient change in a turbulent pipe flow which would cause in reduction of drag resistance. Experiment is done using the polyacrylamide ( PAM ) as polymeric additive to show the effect of addition of ( PAM ) with case low concentrations (0.005,0.013 , 0.025%) on the friction factor (λ) . The results show that the addition of (PAM) will reduce (λ) with a range from 6.51 to 37.95% comparable with the friction coefficient (λ) for water before addition in a turbulent flow case. Also a study of the addition effect of ( PAM ) with different concentrations between ( 0.005 – 0.06% ) on the reduction percent of (λ) is carried out . The results show increasing the effect of the addition (PAM ) cause in increasing the reduction percent Δλ / λ % with a range of 6.51 to 44.62% . It is found that the peak values called the optimum values)Cp*(of PAM between 0.03&0.042. Increasing the addition of PAM cause in decreasing the effect of reduction percent with concentrations at several Reynolds number as follows: ( Re = 25350 & 0.03%, Re = 28355& 0.033 % , Re=34981&0.038 % , Re=39360 & 0.039% , Re=44985 &0.042%). يهدف البحث الى دراسة تأثير أضافة البوليميرات الى الماء, وما يؤول اليه من تغيير معامل الأحتكاك في الأنابيب في حالة الجريان الاضطرابي مما ينتج عنه خفض للمقاومة الهيدروليكية للجريان في الأنابيب . أستخدمت في التجارب مادة بوليميرية مضافة هي البولي أكريلاميد ((PAM polyacrylamide, ودرس تأثير هذه المادة بتراكيز واطئة (% 0.025, 0.0130, 0.005) على معامل الأحتكاك ( λ ) . بينت الدراسة ان البولي أكريلاميد (PAM ) المضاف يقلل معامل الأحتكاك ( λ ) بنسب (37.95% – 6.51) مقارنةًَ مع معامل الأحتكاك للماء قبل الأضافه في حالة الجريان الأضطرابي. كما تم دراسة تأثير(PAM ) المضاف بنسب مختلفة تتراوح بين (0.06% – 0.005) على نسبة التخفيض المئوية لمعامل الاحتكاك ( λ ) وبينت الدراسة ان زيادة البوليمر المضاف ادت الى زيادة النسبة المئوية للتخفيض (Δλ / λ % ) بنسب تراوحت بين6.51 الى %44.62 اي إنها خفضت معامل الاحتكاك( λ ), وقد توصلت الدراسة الى ان اعلى مقدار للنسبة المئوية للتخفيض (Δλ / λ % ) كان عند حدود معينة لتراكيز البوليمر سميت بالمثالية (Cp*) وقد تراوحت بين 0.03 و 0.042 وبزيادة هذه التراكيز اخذت النسبة المئوية للتخفيض بالانخفاض أي زيادة معامل الاحتكاك وفيما يلي التراكيز المثالية المرادفة لاعداد رينولدز : ( Re = 25350 & 0.03%, Re =28355& 0.033 % , Re=34981&0.038 % , Re=39360 & 0.039% , Re=44985 &0.042%) .


Article
SYNTHESIS AND OPTIMIZATION OF EPICYCLIC-TYPE AUTOMATIC TRANSMISSIONS BASED ON NOMOGRAPHS
دراسه توحيديه لامثلية آليات نقل الحركه كوكبيه التروس بأستخدام النوموغراف

Loading...
Loading...
Abstract

A new methodology is developed to design and optimize epicyclic-type automatic transmission gear trains using kinematic nomographs. From such nomographs, the kinematic characteristics of an epicyclic gear mechanism can be expressed in terms of the gear ratios of its gear pairs. The main properties of this methodology are that; from a single nomograph, the angular velocities for all of the coaxial links can be estimated and compared directly without specifying the exact size of each gear, the angular velocities can be arranged in a descending sequence without using complicated techniques, and all of the feasible clutching sequences can be enumerated directly. The optimization procedure to find the optimum gear ratios is applicable to any transmission mechanism composed of two or more fundamental gear entities (FGEs) depending on kinematic and geometric constraints.
The reliability of the methodology is established by applying it to the conventionally available three-velocity Simpson gear train for which optimal gear ratios are fully available. The theoretical results are in complete agreement with the practical applications.
في هذا البحث تم تطوير طريقه جديده للتصميم الامثل للمسلسلات الترسيه الكوكبيه لآليات نقل الحركه الآليه بأستخدام المخططات النوموغرافيه الحركيه. ومن هكذا مخططات نوموغرافيه يمكن التعبير عن السمات الحركيه للآليات كوكبيه التروس بدلاله نسبة اسنان أزواج التروس المكونه لها. أن الخصائص الاساسيه للطريقه هي : أنه يمكن تخمين ومقارنة السرع الدورانيه لجميع الاجزاء الدواره مباشرةً من مخطط نوموغرافي واحد ودون تحديد عدد اسنان التروس ابتداءً ، كما يمكن ترتيب تتابع تعشيق التروس من حيث السرعه الدورانيه الخارجه تنازليا دون استخدام تقنيات حل معقده وتعداد جميع تتابعات تعشيق التروس الممكنه عمليا مباشرةً. ان الاجراءات المثلى للحصول على أمثل النسب السرعيه قابله للنطبيق على أي آليه لنقل الحركه مكونه من وحدتين ترسيتين بنائيتين أو أكثر واعتماداً على المحددات الحركيه والهندسيه.


Article
ANALYTICAL FORMULATION TO PREDICT TIME TO FAILURE OF THE STRESS CORROSION CRACKING
صياغة تحليلية لتنبؤ عمر الفشل لتشققات التآكل الإجهادي

Loading...
Loading...
Abstract

This work presents an Analytical model to predict the time to failure of the stress corrosion cracking (SCC) using laboratory experimental data that related stress intensity factor (K) to crack growth rate (V). Current analysis has been implicated on austenitic stainless steel in 42% chloride magnesium (MgCl2) at 154 oC and the results were in agreement with the experimental recorded data. The present analysis generates very beneficial information about the mechanical and environmental effects on the failure of specific environment and this information is difficult to be obtained from laboratory experiments.تقدم الدراسة الحالية نموذجاً تحليلي لتنبؤ زمن الفشل لتشققات التآكل ألإجهادي وذلك من خلال استخدام بيانات لاختبارات عملية عن قيم العلاقة ما بين معامل تركيز الإجهاد و معدل إنتشار الشق. تم تطبيق الدراسة الحالية على الصلب الاوستنايتي عديم الصدأ و المغمور في كلورايد المغنيسيوم بتركيز ودرجة حرارة مقدراها وكانت النتائج متقاربة مع نتائج الاختبارات العملية. إضافة لذلك تقدم الدراسة الحالية معلومات هامة ومفيدة عن التأثيرات الميكانيكية و البيئية على عمر الفشل في بيئة معينة و هذه المعلومات يصعب الحصول عليها من خلال الاختبارات العملية.


Article
AN APPRAISAL AND ANALYSIS OF BOILER PIPES IN AL-MUSAIB ELECTRIC POWER STATION
تقييم وتحليل أنابيب المرجل البخاري في محطة المسيب الكهربائيه

Loading...
Loading...
Abstract

It is hoped in this paper to find out the reasons behind the failure in boiler pipes used in Al-Musaib electric power station. Multi types of mechanical and chemical reasons were found behind the failures of these pipes. Two pipes were selected for this analysis (pipe no. 6 in coil 93) and (pipe no. 7 in coil 48) were they failed selectively. It was found that these pipes of boiler respectively have failed due to overheating as first reasons. In addition, failures are due to hydrogen damage can be considered in failed pipes that lead to form (Fe2O4) phase. The high sulfur containing fire products are also deposited on the outer surface of the tubes making the condensed water around the cracks acidic. In consequence, the examined pipes of boiler are respectively undergoing pitting corrosion. Un-regularity in thickness of failed tubes where measured and gives an indication about how much they eroded. Microstructural observations of the failed and un-failed show quenched microstructure with small amount of carbides present at the grain boundaries تم في هذا ألبحث دراسة اسباب الفشل في انابيب المرجل البخاري المستخدم في محطة المسيب البخارية. وقد تم تحديد العديد من انواع الفشل الميكانيكي والكيمياوي في هذه ألأنابيب. ولآجراء التحليل تم اختيار انبوبين من المرجل البخاري هما (انبوب رقم 6/ كويل رقم 93) و (انبوب رقم 7/ كويل رقم 48) اللذان يعانيان من الكثير من انواع الفشل. وقد وجد ان هذه ألأنابيب قد تعرضت لدرجة من ألأفراط في التسخين. بالأضافة الى ذلك فأن من المتوقع حصول نوع من ضرر ألهيدروجين يصيب فولاذ الأنابيب ويؤدي الى تكون طور ((Fe3O4 ويتحرر غاز الهيدروجين الذي يتفاعل بدوره مع كاربيد الحديد الموجود في البنية بنسب قليلة مؤديا الى تحرر غاز الميثان. بالأضافة الى ذلك فأن وجود ألكبريت في نار ألمرجل ألبخاري والذي يترسب على سطح الأنبوب. ايضا هناك تعرية واضحة في الانابيب المفحوصة اثبتها قياس سمك الانبوب من جراء الفقاعات المائية الموجوده في البخار اضافة الى ظهور تأكل تنقري. وتشير صور البنية المجهرية للأنابيب الى وجود كميات من الكاربيدات عند ألحدود الحبيبية.


Article
NEW WAVE OF CAD SYSTEMS AND ITS APPLICATION IN DESIGN
الموجه الجديدة لأنظمة الكاد وتطبيقها في التصميم

Loading...
Loading...
Abstract

This paper provides some lighting needed for the implementation of the new wave of CAD systems with emphasis on a general application as well as advanced. It is known that a computational approach is used in both design and education so step-by-step examples are introduced. Although the CAD systems are available but it needs a sound knowledge of many subjects such that: strength of materials and machine design. This work depends on the torsion theory but the input geometry was done inside the SolidWorks environment. The proper use of the CAD tool needs to start from a published case and construct many models in order to reach the final one. The process was done by exporting the geometry to other sophisticated engineering tools: ANSYS The adequacy of the obtained results was obtained by comparing with the theoretical data. Complex cases in both geometry and materials properties like plasticity are presented. Combining these systems with the teaching subjects deepens the engineering knowledge in the design and education.يسلط هذا البحث الضوء على استخدام الموجة الجديدة من أنظمة الكاد بأمثلة عامة وأخرى متقدمة. كما هو معروف إن المقاربة العددية يمكن استخدامها في التصميم والتعليم لذا استخدمت أمثلة متدرجة . يرغم من توفر هذه الأنظمة إلا إنها تستند على معرفة عميقة في مواضيع عدة مثل مقاومة المواد وتصميم المكائن . يعتمد هذا البحث على نظرية الالتواء لكن الأبعاد تم انجازها في بيئة الصولدوركس . يكون الاستخدام الأفضل للكاد بالانطلاق من نتائج منشورة ثم تكوين نماذج عديدة حتى الوصول إلى النموذج النهائي . أنجزت العملية بتصدير النموذج إلى نظام متطور جدا في التحليل وهو الأنسيس .حسبت دقة النتائج بمقارنتها مع المعطيات النظرية . قدمت نماذج معقدة في الجيومتري وأخرى في خواص المواد كاللدونة .دمج هذه الأنظمة مع المواضيع التدريسية يعمق المعرفة الهندسية في التصميم والتعليم .

Keywords

CAD Systems --- SolidWorks --- ANSYS --- Design.


Article
A NUMERICAL STUDY OF NATURAL CONVECTION HEAT TRANSFER INSIDE A HORIZONTAL SQUARE ENCLOSURE WITH A CONCENTRIC HEATED ROD AND A BUNDLE OF TRIANGULAR HEATED CYLINDERS
دراسة عددية لانتقال الحرارة بالحمل الحر داخل فجوة أفقية مربعة

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, a numerical investigation of steady laminar natural convection in a square enclosure, contain a concentric heated rod and a bundle of four triangular heated cylinders was carried out. Two cases of enclosure inclination angle were studied: case (I) at φ=0o and case (II) at φ=45o. Air is filled the enclosure, and the inner heated cylinders are located at equal distance (E) from the enclosure center. A finite element software package (FLEXPDE) is used in the present study to solve the set of non-linear equations governing the process. Solutions are obtained for aspect ratio h/H=0.29, a values of distance E=0.27-0.44 and a range of Rayleigh number 103≤ Ra ≤ 105. The effect of Ra, E and φ were examined. Results are presented by streamlines, isotherms and Nusselt number and they indicates that the Nusselt number is significantly increases with increasing Ra, E and φ. A comparison of the streamlines, isotherms and mean Nusselt number was made with that obtained by other authors, which it reveals a good agreement. تمت في هدا البحث دراسة عددية للحمل الحر الطباقي المستقر في تجويف مربع الشكل يحوي اسطوانة مركزية مسخنة مع حزمة مسخنة من اربع اسطوانات مثلثة الشكل. تمت الدراسة لحالتين اعتمادا"على زاوية ميلان التجويف الخارجي, الحالة الاولى عند الزاوية φ=0o والثانية عند φ=45o . التجويف مملوء بالهواء والاسطوانات الداخلية مثبتة على أبعاد متساوية (E) من مركز التجويف . استخدمت طريقة الفروقات المحددة بمساعدة الحقيبة البرمجية ((FLEXPDE لحل المعادلات اللاخطية المتحكمة .الدراسة أنجزت لنسبة ثابتة من ارتفاع المثلث الى ارتفاع التجويف الخارجي h/H=0.29, قيم المسافة E=0.27-0.44 ومدى رقم رايلي 103≤ Ra ≤ 105 . النتائج تمثلت بدلالة خطوط الجريان و خطوط التحارر ورقم نسلت ,حيث أظهرت بأن رقم نسلت يتأثر كثيرا" مع كل من E, Ra وكذلك الزاويه φ . قورنت النتائج المستحصلة مع باحثين آخرين وأظهرت تقارب جيد .


Article
NUMERICAL ANALYSIS OF VAPOR FLOW IN A HORIZONTAL CYLINDERICAL HEAT PIPE
التحليل العددي لجريان البخار في أنبوب حراري أفقي أسطواني

Loading...
Loading...
Abstract

The steady two-dimensional flow of a horizontal heat pipe in vapor region is investigated numerically. For study of heat transfer and fluid flow behaviors of the heat pipe, the governing equations in vapor region have been solved using a finite difference method. The numerical results of heat transfer and fluid flow are presented for Reynolds numbers ranging of (Re =4, 10), the Prandtl number taken is (Pr=0.00368), and the pipe dimension is taken to be (L/R =5). The results show that the stream function at the wall increases linearly in the evaporator, decreases linearly in the condenser and is steady in the adiabatic region because of uniform inflow and outflow boundary conditions. Also, it can be seen that as the Reynolds number increases, the pressure distributions shift up without considerable change in their shapes. The numerical analysis have shown that for the low and moderate Reynolds number, the shear stress becomes zero at a point very close to the end of the condenser. For verification of current model, the results of stream function for a heat pipe have been compared with the previous study at the same boundary conditions and a good agreement has been noticed. تم إجراء دراسة عددية لجريان مائع مستقر ثنائي البعد في أنبوب حراري أفقي لمنطقة البخار. من أجل دراسة سلوك انتقال الحرارة وجريان المائع في ألأنبوب الحراري. استخدمت طريقة الفروق المحددة لحل المعادلات الحاكمة لمنطقة البخار. تم تمثيل النتائج العددية لمعادلات انتقال الحرارة لعدد رينولدز في المدى (Re =4, 10), إخذ عدد برانتل (Pr=0.00368), وأبعاد الأنبوب إخذت بنسبة ( L/R =5) . النتائج بينت ان قيم دالة الجريان عند الجدار تزداد للمبخر وتنقص للمكثف بشكل خطي ومستقرة للمنطقة المعزولة حراريا" بسبب الظروف الحدية المتجانسة لمنطقة الدخول والخروج. كذلك لوحظ عند زيادة عدد رينولدز, أن توزيع الضغط يرتفع بدون حدوث تغيير كبير بإشكاله. النتائج العددية بينت لعدد رينولدز الواطيء والمعتدل , أن أجهاد القص اصبح صفرا" عند نقطة قريبة جدا" لنهاية المكثف. وللتحقق من النموذج الحالي, تم مقارنة النتائج العددية لدالة الجريان مع دراسة سابقة عند نفس الظروف الحدية وكانت مقبولة.


Article
TEMPERATURES BEHAVIOURE OF SOME ALLOY STEELS IN TURNING PROCESS UNDER DIFFERENT OPRATING CONDITIONS.
سلوك درجات الحرارة لبعض سبائك الفولاذ في عملية الخراطة ولظروف عمل مختلفة

Loading...
Loading...
Abstract


Based on three-dimension transient heat diffusion equation a FEM model was developed to simulate coupled thermo-mechanical deformation effects on temperature behavior for four alloys steel during turning process . Alloys used as a workpiece were AISI 1045, AISI 1030, AISI 4340 and AISI 4140, parameters such as cutting speed, feed rate were changed to explore their effect on temperature behavior. The results show that Finite element method is a successful technique to perform analysis to estimate cutting temperatures, a possibility of developing temperature forms adequately representing metal cutting temperature as a Polynomial models of third, fourth and fifth degree with time that give steady state temperature and for the four alloys steel used and different operation conditions. All alloys have a sever increasing temperature with increasing feed rate, while it looks less sharp with increasing cutting speed .Also the ratio of the number of nodes have maximum temperature for any operating conditions and any alloy used with respect to the total number of nodes is less than 1%.
استنادا إلى معادلةِ انتقال الحرارةِ 3Dلحالة عدم الاستقرار و باستخدام تقنية العناصر المحددة طُوّر َنموذج لمحاكاة تأثيراتِ التشوه الميكانيكي – الحراري المزدوج على سلوكِ درجةِ الحرارة لأربعة سبائك من الفولاذ خلال عملية الخراطة. السبائك المستخدمة في هذا البحث كانت AISI 1045, AISI1030, AISI 4340 و AISI 4140 . أُخذت قيم مختلفة لكل من سرعة القطع ومعدل التغذية لمعرفة تأثيرهما على سلوك درجة الحرارة في السبائك المدروسة. بينت النتائج نجاح تقنية العناصر المحددة في حساب درجات الحرارة . إمكانية استخراج معادلات ملائمة لتمثل درجة حرارة القطع كمتعددة حدود من الدرجة الثالثة والرابعة و الخامسة مع الزمن لإيجاد درجة حرارة القطع بعد الوصول للاستقرار للسبائك الأربعة ولشروط عمل مختلفة. كُلّ السبائك المدروسة تمتلك زيادة حادة في درجة حرارة القطع مع ازدياد معدل التغذية في حين تبدو هذه الزيادة اقل حِده مع زيادة سرعة القطع. نسبةِ عددِ العُقَدِ التي لَها درجةُ حرارة قصوى لأيّ حالة تشغيل وأيّ سبيكة نسبة الى العددِ الكليِّ للعُقَدِ تكون أقل مِنْ 1 %.


Article
NUMERICAL ANALYSIS OF FREE CONVECTION IN A SQUARE AND IN A RIGHT- ANGLE TRAPEZOIDAL ENCLOSURE FILLED WITH POROUS MEDIUM

Authors: Falah A. Abood
Pages: 263-273
Loading...
Loading...
Abstract

A numerical study is conducted to investigate the natural convection heat transfer in a two cases of the enclosure ,the first case in a square enclosure of aspect ratio AR=1 and the second case in a right-angle trapezoidal enclosure with aspect ratios AR=0.45 and 0.25 .The enclosure was filled with a liquid saturated porous media .The bottom wall of the cavity was heated with a sinusoidal temperature distribution θ=0.5(1-cos(2πx)) , the vertical wall was cooled at θ=0 and the other walls were adiabatic. The governing equations were solved numerically using finite element software package (FLEXPDE). Flow and heat transfer characteristics are studied for the range of Rayleigh number (100 ≤ Ra ≤ 1000). Streamlines, isotherms and Nusselt numbers were presented. The obtained results show that the heat transfer coefficient increases with increasing of Rayleigh number and aspect ratio. A comparison of the flow field and isotherm field was made with that obtained by (Yasin et al., 2008), which revealed a good agreement.

Keywords


Article
COMPUTER-AIDED SELECTION OF THE OPTIMAL LOT SIZING SYSTEM (CALS)
اختيار حجم الدفعة الإنتاجية الأفضل باستخدام الحاسوب (CALS)

Loading...
Loading...
Abstract

A lot of works have been done by the researchers to solve lot-sizing problems over the past few decades. Many techniques and algorithm have been developed to solve the lot-sizing problems. Basically, most of the algorithms are developed either based on heuristic or mathematical approach. Since Computer-Aided has been given attention by the researchers in many areas including production planning, therefore in this paper we implement Computer-Aided to solve single level lot-sizing problem. Five models are developed based on five well known heuristic techniques, which are Lot-For-Lot (LFL), Economic Order Quantity (EOQ), Periodic Order Quantity (POQ), Part Period Balancing (PPB) and Wagner-Within algorithm (WW). The planning period involves in the model is 5 period where demand in the periods are varies but deterministic. The model was developed using Visual Basic Version 5 with ACCESS database. Results show that when entering the needed inputs through the user interface, which is general inputs and special inputs, the (CALS) system selects the suitable lot size technique that gave optimum solution and easy application to the lot-sizing problem. خلال العقود القليلة الماضية ظهرت الكثير من البحوث الخاصة بحل مشاكل حجم الدفعة الإنتاجية التي اتبعت فيها العديد من التقنيات والخوارزميات. هذه الخوارزميات أما تعتمد بشكل أساسي على التقنية البحثية أو الرياضية. استقطبت المساعدة الحاسوبية اهتمام الكثير من الباحثين في العديد من المجالات بما فيها تخطيط الإنتاج، لذلك سيتم استخدام الحاسوب لحل مشاكل حجم الدفعة في هذا البحث عن طريق بناء برنامج حاسوبي لخمسة تقنيات مهمة من تقنيات حجم الدفعة الإنتاجية هي ( دفعة بدفعة LFL، كمية الطلب الاقتصادية EOQ، كمية الطلب الدورية POQ، موازنة الفترة الجزئية PPB، وخوارزمية واكنر WW). سنتناول في هذا البحث خمس فترات للتخطيط يكون الطلب فيها متغير لكن محدد. تم بناء هذا النموذج باستخدام برنامج حاسوبي بلغة الفيجوال بيسك الإصدار الخامس مع قاعدة بيانات أكسس ACCESS. النتائج بينت بأنه عند إدخال البيانات المطلوبة من خلال واجهة المستخدم (والبيانات هي بيانات عامة وخاصة) فأن نظام CALS سوف يقوم باختيار أفضل وانسب تقنية تعطي الحل الأمثل والأسهل لحل مشاكل حجم الدفعة الإنتاجية.


Article
INVESTIGATION OF THERMOSYPHON LOOP PERFORMANCE IN DOUBLE-CYCLE DISTILLATION HEAT PUMP SYSTEM
دراسة اداء دورة سايفون حراري في مضخة حرارية لمنظومة تقطير ثنائية

Loading...
Loading...
Abstract

The performance of a thermosyphon loop in a double – cycle distillation heat pump system, utilizing water as a working fluid and finned tube heat exchangers for evaporator and condenser, has been investigated. A mathematical model is set for the whole system and a simulating program is developed to simulate the double – cycle processes during the steady – state operation. A complete steam tables subroutine developed and incorporated with the main program to calculate the water and steam properties in the range of (60 – 120)o C and (0.199 – 1.985)bar. The experimental results show good agreement with the results obtained from the computer program (Quick Basic). During steady – state operation of the system, it found that the thermosyphon loop performance (loop conductance) increase when the working mass flow rate increase and also it increase when the working fluid pressure increase and has a maximum value (493.022 W/m2. K) At working mass flow rate of 5.5 kg/hr, working fluid pressure of 0.8 bar and process fluid pressure of 1.01825 bar. تم دراسة أداء دورة سيفون حراري في مضخة حرارية ثنائية الدورة باستخدام الماء كسائل عمل و مبادلات حرارية ذات أنابيب مزعنفة لكل من المبخر و المكثف كمنظومة تقطير. تم بناء جهاز تقطير مختبري يستخدم الماء كمائع تشغيل وضع النموذج الرياضي لكلا الدورتين ومن ثم تم بناء برنامج حسابي لتمثيل عمليات المنظومة خلال عملها في الحالة المستقرة. تم بناء برنامج متكامل لحساب خواص البخار ووضع كبرنامج فرعي للبرنامج الرئيسي. هذا البرنامج الفرعي يعمل ضمن مدى درجة حرارة (60 – 120)مo و ضغط (0.199 – 1.985) جو. النتائج العملية أظهرت توافقا جيدا مع النتائج المستحصلة من البرنامج الحسابي. خلال عمل المنظومة في الحالة المستقرة, وجد إن معامل أداء دورة السيفون الحراري (موصلية الدورة) يزداد عندما يزداد معدل كتلة جريان مائع العمل و يزداد أيضا عندما يزداد ضغط مائع العمل و يصل إلى قيمة العظمى (493.022)واط/م2.كلفن عند كتلة جريان مائع العمل (5.5)كغم/ساعة, ضغط مائع العمل (0.8)جو و ضغط المائع الثانوي (1.01825)جو.


Article
NATURAL CONVECTION IN A WAVY POROUS ENCLOSURE HEATED BY AN INTERNAL CIRCULAR CYLINDER
الحمل الحر داخل وعاء مسامي متموج مسخن من الداخل بأسطوانة دائرية

Loading...
Loading...
Abstract

Natural convection fluid flow and heat transfer of fluid-saturated porous media heated by an internal circular cylinder inside a wavy enclosure is investigated numerically. The 2D enclosure is composed of two isothermal vertical wavy walls and two adiabatic horizontal flat walls. Darcy assumption and Boussinesq approximation were relied on in this steady, incompressible study. The governing equations were solved using Galerkin finite element method implemented in FlexPDE software package. The performance of enclosure was evaluated by three non-dimensional parameters namely, the Darcy-modified Rayleigh number Ram (100-1000), the waviness ratio λ (0-0.35), and the position of the inner heated cylinder ξ (0.45-1.05). The results were presented by visualization of the streamline and isothermal contours and by the local and average Nusselt numbers. It was found that the lower the position of the inner cylinder (ξ=0.45) is the largest the values of Nusselt number while the influence of the wall waviness ratio is found to be very small. تم في هذا البحث دراسة عددية لجريان و انتقال الحرارة بالحمل الحر لمائع مشبع في وسط مسامي داخل وعاء متموج مسخن من الداخل بواسطة اسطوانة دائرية. يتكون هذا الوعاء المتموج من جدارين عموديين متموجين مثبتين عند درجة حرارة ثابتة و جدارين افقيين مستويين معزولين حراريا. بُنيت التحليلات على فرضية دارسي (Darcy assumption) وتقريبات باوسنك (Boussinesq approximation). تم حل المعادلات الحاكمة بأستخدام طريقة العناصر المحددة المزودة في حقيبة برمجية (FlexPDE). أُستخدمت ثلاثة معايير لا بعدية من اجل دراسة الأداء الحراري للوعاء المتموج هي: رقم دارسي- رايلي المعدل Ram (100-1000), نسبة التموج λ(0-0.35) و موقع الأسطوانة الداخلية المسخنة ξ(0.45-1.05). لقد مُثلت النتائج بواسطة معاينة خطوط الجريان (streamlines) و خطوط التحارر (isotherms) وكذلك عن طريق رقم نسلت الموقعي و المتوسط. لقد بَينت النتائج بأن الموقع الأدنى للأسطوانة الداخلية (ξ=0.45) يعطي أكبر قيم لرقم نسلت في حين وجد ان تأثير نسبة التموج قليل جدا.


Article
COMPUTER MODELING OF SMART ANTENNA SYSTEM
التصميم البرمجي لنظام الهوائي الذكي

Loading...
Loading...
Abstract

This research studied the adaptive smart antenna system using in cellular phone applications using MATLAB simulation. In this work, the proposed novel least mean square algorithm (No-LMS) build and studied the results as comparative work with results of two another algorithms called Standard LMS algorithm (S-LMS), and normalized LMS algorithm (N-LMS). The computer simulation work results based No-LMS algorithm have better performance refer to obtain the optimum convergence factor (CF) and shows that robustness smart system, good tracking capability, and high adaptation accuracy than the other algorithms. The smart antenna system that is based on LMS-algorithms for all types (S-LMS),(N-LMS),and (No-LMS) show that this system is affected by the convergence factor, the computer simulation results shows the minimum mean square error (MSE = 0.007) is obtained for the value of convergence factor equal to (0.2). also the smart system is affected by the number of the antennas are used in smart array and number of samples interval, at least three antennas gives the poor steering of array with large MSE value (0.15). The test of the three algorithms for different values of signal to noise ratio (SNR) show that the (No-LMS) algorithm gives the minimum MSE values compared with the two those obtain from other algorithms. في هذا البحث تم دراسة نظام الهوائيات التكيفية الذكية المستخدمة في تطبيقات الهاتف الخلوي باستخدام برنامج المحاكاة الماتلاب. وقد تم اقتراح خوارزمية المسماة (No-LMS) ومقارنة أداءها مع الخوارزميات (S-LMS) و(N-LMS) وبينت نتائج الحاسوب أن خوارزمية (No-LMS) أعطت أفضل أداء وأفضل معامل تغطية (CF) عن الخوارزميات الأخرى وفي أسوء الظروف و بينت بان نظام الهوائيات الذكية المستندة إلى الخوارزمية (No-LMS) له قابلية تتبع جيدة ودقة تكييف عالية واستقرارية مقارنة مع الأنظمة المستندة إلى الخوارزميات الأخرى. وبشكل عام كل خوارزميات (LMS) تعاني من التأثر بالأداء بعامل التقارب وان النتائج أظهرت بان أحسن قيمة لعامل التقارب هي ( 0.2=CF) سجلت عند اقل معدل مربع خطا (MSE = 0.007) بالإضافة إلى ذلك فان أنظمة الهوائيات التكيفية تتاثر أيضا بعدد الهوائيات في المصفوفة . و أوضحت النتائج بان كلما زاد عدد الهوائيات فان نسبة مربع الخطأ المحسوبة تكون اقل ويصبح النظام أكثر استقرارا , وعلى الاقل ثلاث هوائيات تعطي توجيه غير جيد للمصفوفة ونسبة خطا عالية تصل الى (0.15).


Article
HALF BRIDGE RESONANT INVERTER
عاكس رنين نصف القنطرة

Loading...
Loading...
Abstract

The aim of this work is to develop a resonant inverter using half bridge inverter configuration which feed power to induction heater during positive and negative cycle of load current. Such system will substitute the using of full bridge configuration, hence a reduction in both cost and complexity. A full analysis of the proposed circuit using IGBTs at a frequency of 50 kHz, and a power of 1.8 kW is presented. The practical results agree with that of the simulation, and their waveforms are closely similar, so the proposed inverter is completely valid.الهدف من هذا العمل هو تطوير عاكس رنين بواسطة استعمال عاكس نصف قنطرة قادر على تجهيز القدرة إلى فرن حثي خلال كل من نصف الدورة الموجب والسالب للتيار. إن هذا العمل سوف يستعيض عن استخدام قنطرة كاملة مما يؤدي إلى تخفيض كل من الكلفة وتعقيد الدائرة. تم في هذا العمل إعطاء تحليل كامل للدائرة المقترحة باستخدام ترانزستورات نوع IGBTs بتردد 50 كيلو هرتز وبقدرة مقدارها 1,8 كيلو وات. وقد تطابقت النتائج الممثلة مع النتائج العملية مما يثبت فاعلية الدائرة المقترحة.


Article
ACTIVATION OF RED KAOLIN CLAY AS A POZZOLANIC MATERIAL
تفعيل اطيان الكاؤولين الاحمر واستخدامها كمادة بوزولانية

Loading...
Loading...
Abstract

This work included two stages; in the first stage the optimum burning temperature to convert red kaolin clay to metakaolin was investigated. The red kaolin was burnt in a different temperature (800, 850, 900, 950, 1000, and 1050) ºC for one hour. Many tests was carried out on the cement containing (8)% of calcined kaolin such as normal consistency, setting time, soundness, compressive strength at (3, 7, and 28) days, and pozzolanic activity index at (7, and 28) days. The results show that the optimum burning temperature to convert kaolin clay to metakaolin is (900) ºC. In the second stage the effect of replacing the red kaolin calcined at (900) ºC at a (5, 8, and 10) % by weight of cement on compressive strength of cement mortar at (3, 7, and 28) days, and compared the results with reference mix. The results shows that the mortars contains red kaolin have compressive strength less than the reference mix at (3, and 7) days, but it shows slightly increasing in the compressive strength at (28) day about (100.8, 102.5, and 103.4) % for the mixes containing (5, 8, and 10) % of red kaolin respectively. The results also showed that the mortar containing (10)% red kaolin gives higher compressive strength compared with the mortar containing (5, and 8)% red kaolin at (28) day. تضمن العمل في هذا البحث على مرحلتين, المرحلة الاولى تم فيها ايجاد افضل درجة حرارة لحرق الكاؤولين الاحمر وتحويله الى ميتاكاؤولين حيث تم حرقه بدرجات حرارة مختلفة (800 ,850 ,900 ,950 ,1000 و 1050 ) ºم لمدة ساعة واحدة.تم اجراء العديد من الفحوصات للسمنت الحاوي على (8) % من الكاؤولين المحروق مثل فحص القوام القياسي وزمن التجمد والثبات ومقاومة الانضغاط بأعمار (3, 7و 28) يوم ودليل الفعالية البوزولانية بعمر (7و 28) يوم وقد تبين من خلال هذه الفحوصات بأن افضل درجة حرارة حرق لتحويل الكاؤولين الاحمر الى ميتاكاؤولين هي (900) ºم. اما في المرحلة الثانية فقد تم دراسة تأثير تعويض الكاؤولين الاحمر المحروق بدرجة حرارة (900) ºم بنسب (5و 8و 10) % من وزن السمنت على مقاومة الانضغاط لمونة السمنت بأعمار (3و 7و 28) يوم ومقارنتها بالمونة القياسية وقد تبين ان المونة الحاوية على الكاؤولين الاحمر المحروق بدرجة حرارة (900) ºم تعطي مقاومة انضغاط اقل من المونة القياسية في الاعمار المبكرة (3 و 7) أيام لكنها تعطي زيادة طفيفة بالمقاومة مقدارها ( 100.8 ,102.5 و 103.4 )% للخلطات الحاوية على (5 , 8 و10)% من الكاؤولين الاحمر المحروق على التوالي بعمر (28) يوم. وكذلك بينت النتائج ان المونة الحاوية على (10) % من الكاؤولين الاحمر تعطي مقاومة انضغاط اعلى من الخلطات الحاوية على (5 و 8) % بعمر (28) يوم.


Article
INFLUENCE OF STYRENE BUTADIENE RUBBER ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF ASPHALT CONCRETE MIXTURES
تأثير استخدام اللدائن نوع SBR على الخصائص الميكانيكية لخلطات الخرسانة الإسفلتية

Loading...
Loading...
Abstract

Asphalt binder, is a thermoplastic liquid, which behaves as an elastic solid at low service temperatures or during rapid loading. At high temperature or slow loading, it behaves as a viscous liquid. This classical dichotomy creates a need to improve the performance of an asphalt binder to minimize the stress cracking that occurs at low temperatures (fatigue) and the plastic deformation at high temperatures (rutting). Use of polymer-modified asphalt binder is one of the solutions to meet the required performance standards for the pavements of today. It appears to be a logical, practical, and economical approach. In this research an investigation was made to evaluate the influence of asphalt cement modifier on the mechanical properties of asphalt concrete mixtures. The conventional asphalt cement of penetration grade 40-50 was used within this work, modified with styrene butadiene rubber (SBR) at five different modification levels namely 0%, 1%, 3%, 5% and 7% by weight of asphalt cement. Asphalt concrete mixes were prepared at selected optimum asphalt content (4.7%) and then tested to evaluate their mechanical properties which include resilient modulus, permanent deformation and fatigue characteristics in addition to Marshall Properties. The mechanical properties have been evaluated using uniaxial repeated loading and repeated flexural beam tests. From the experimental results, it can be concluded that the mixes modified with SBR polymer have shown an improved fatigue and permanent deformation characteristics as well as superior elastic properties as a characterized via resilient modulus. The use of 3 percent SBR has added to local knowledge the ability to produce more durable asphalt concrete mixtures with better serviceability. يعتبر الإسفلت من المواد المتغيرة بالحرارة. عند درجة الحرارة المنخفضة يكون سلوكه أشبه بالمواد الصلبة المرنة بينما يكون أشبه بالموائع اللزجة عند درجة الحرارة العالية. هذه الخاصية المزدوجة جعلت من الإسفلت مادة غير متزنة حراريًا مما يزيد بعض المشاكل المصاحبة لاستخدامه في رصف الطرق مثل، التشققات عند درجة الحرارة المنخفضة، والتخدد عند درجة الحرارة العالية، مما خلق الحاجة لتحسين خواص الإسفلت للتقليل من أثر تلك المشاكل. أحد هذه الطرق المستخدمة لتحسين خواص الإسفلت هي إضافة اللدائن والذي يعتبر SBR واحد من أنواعها. لقد تم في هذه الدراسة تقييم الخصائص الميكانيكية لخلطات الخرسانة الإسفلتية والتي تحوي على نسب مختلفة من SBR وهذه النسب هي (0 ، 1 ، 3 ، 5 و 7 % من وزن الإسفلت),فقد تم إجراء فحوصات مارشال ,الحمل المحوري المتكرر وكذلك فحص الانحناء المتكرر للنماذج المختبرية والتي أعدت باستخدام نسبة إسفلت مقدارها (4.70) لتقييم الخصائص المتعلقة بخصائص مارشال ومعامل المرونة ألاستردادي, التشوهات الدائمة وكذلك خاصية الكلل. لقد بينت النتائج بان استخدام SBR يحسن إلى حد كبير خصائص الأداء المتعلقة بمعامل المرونة ألاستردادي ومقاومة التشوهات الدائمة والكلل. إن استخدام نسبة 3% من SBR كمادة مضافة ممكن إن تضيف إلى الخبرة المحلية في هذا المجال بأنه من الممكن إنتاج خرسانة إسفلتية لإغراض التبليط تمتاز بديمومة أفضل ومستوى خدمة أعلى.


Article
DISPERSION IN DIFFERENT SINGLE MODE OPTICAL FIBER MATERIALS AT DIFFERENT TEMPERATURES
التشتت في مختلف مواد الالياف البصرية ذات النمط الواحد عند درجات حرارة مختلفة

Loading...
Loading...
Abstract

Optical fiber is a physical medium for optical communication system. It is offer high capacity, very wide band and high data rate. There are two main problems in this physical medium that are dispersion and power loss. The significant restriction in optical fiber system is the dispersion. The dispersion affects the performance of the system and bit error rate. There are two types of dispersion Intermodal and Intramodal. Intermodal occurs in multimode fiber only. Intramodal occur in all type of fiber. The total dispersion in single mode fiber is the sum of material and waveguide dispersion. In this paper the effect of temperature variations on fiber dispersion is investigated. The temperature variant is a vital factor which plays an effective role on activity of the communication system especially in environmental of Iraq and other Middle East country. The Sellemeier Coefficients equation is derived for fixed and discrete temperature values. A derivation for this equation to fit continues variation of temperature is done in this paper for optical fiber. Depend on formula of dispersion, Sellemeier Coefficients equation and relation of refractive index at any temperature derivation of propagation constant with normalized frequency for waveguide dispersion is done. The Temperature effect on total dispersion is modeled for most popular material used in fabrication optical fiber, silica (SiO2), aluminosilicate (Al2SiO5) and vycor glass (96.4%SiO2 ,3% B2O3, 0.5%Al2O3, 0.1% Miscellaneous Traces). Both single mode step index and graded index fibers are considered. The results investigated by using MATLAB and Maple programs. The refractive index temperature dependence for all three fiber types are fitted in to straight line. The material dispersion and zero material dispersion "λo" wavelengths have approximately linear temperature dependence for all three fiber types. For wide range of increasing temperature [-100◦C to 100◦C] SiO2 and vycor glass fiber has less effect than for Aluminosilicate. The temperature variation shows the step index fiber batter than graded index fiber. The SiO2 is the best one of three fiber types. الألياف الضوئية هي واحدة من الاوساط المادية المستخدمة للاتصالات ،و التي مع زيادة معدل نقل البيانات نتيجة لمتطلبات التطور الحاصل في مجال الاتصالات ,تعاني من تدهورالاشارة بسبب التشتت ،و الذي اخذ بعين الاعتبار في هذا العمل . ولقد تم أختيار دراسة تأثير تغيرات درجة الحرارة على الألياف الضوئية ، وما ينجم عن ذلك من تشتت وتباين للاشارة الضوئية المنقولة عبر الليف الضوئي ، حيث ان حساباتنا اعتمدت على أساس الصيغة الرئيسية للتشتت واشتقاق علاقة التشتت المادي مع الطول الموجي واشتقاق علاقة ثابت الانكسار مع تردد التطبيع لتشتت الدليل الموجي. ان القيم الاساسية لمتغيرات معامل الانكسار وعلاقة ايجاد هذه المتغيرات عند درجات حرارة مختلفة مع معطيات الليف الضوئي المعتمد في الدراسة موجودة في الملحق. التشتت الكلي هو حاصل جمع التشتت المادي وتشتت الدليل الموجي. تم اختار درجة الحرارة كعامل مؤثر على انتقال الاشارة خلال الليف الضوئي وذلك لئن بلدنا والكثير من بلدان الشرق الأوسط تعاني من درجات الحرارة عالية لفترة طويلة من السنة ، مما يعطي عاملا هاما في الاتصالات باستخدام الألياف الضوئية كوسيلة المادية وعلى غرار تأثير درجة الحرارة على تشتت (المادي والدليل الموجي) والتحقيق فيه بشأن المواد الأكثر استخدما في تصنيع الألياف الضوئية ،مثل السليكا (SiO2) ، ألومينوسيليكات (Al2SiO5) والزجاج.vycor النتائج التي تم الحصول عليها من البرمجة باستخدام برنامج الماتلاب والبرامج المابل . حيث ظهر ان اعتماد معامل الانكسار على درجة الحرارة لجميع أنواع مواد الألياف الثلاثة انطبق على شكل خط مستقيم, التشتت المادي والطول الموجي الصفري"λo" ظهرتقريبا ذو علاقة خطية مع درجة الحرارة لجميع أنواع الألياف الثلاثة . حيث لمدى واسع من تغير درجة الحرارة [-100 الى 100 مئوية[ ظهر أن الألياف الضوئية الوصنوعة من ( SiO2 و Vycor ) تأثرت بشكل أقل من الالياف المصنعة من الألومينوسيليكات(Al2SiO5) . و كما ظهرأن التباين الكبير في درجة الحرارة الليف ذو مؤشر الخطوة أفضل من الليف ذو مؤشر المتدرج, . وأن الليف المصنوع من [SiO2] هو أفضل واحد من أنواع الألياف الثلاثة.

Table of content: volume:4 issue:3