Table of content

Al-Khwarizmi Engineering Journal

مجلة الخوارزمي الهندسية

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

This journal is Open Access

About

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

Loading...
Contact info

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

Table of content: 2017 volume:13 issue:3

Article
Delignification of Date Palm Fronds using Modified Organosolv Technique
ازالة اللكنين من سعف نخيل التمربأستخدام طريقة المذيب العضوي المعدله

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, modified organic solvent (organosolv) method was applied to remove high lignin content in the date palm fronds (type Al-Zahdi) which was taken from the Iraqi gardens. In modified organosolv, lignocellulosic material is fractionated into its constituents (lignin, cellulose and hemicellulose). In this process, solvent (organic)-water is brought into contact with the lignocellulosic biomass at high temperature, using stainless steel reactor (digester). Therefor; most of hemicellulose will remove from the biomass, while the solid residue (mainly cellulose) can be used in various industrial fields. Three variables were studied in this process: temperature, ratio of ethanol to water and digestion time. Statistical experimental design type Central Composite Design (CCD) has been used to find a mathematical relationship between the variables and the remaining lignin percent as dependent variable. The results obtained in this study were represented by a polynomial mathematical equation of the second degree. The results showed that the best digestion time was (80 minutes), which gave the best percent remaining concentration of lignin (3%) at temperature of 185oC and ratio of ethanol: water equal to 50: 50 wt/wt. In order to reduce digesting time, the effect of using different catalysts have been studied such as (NaOH, H2SO4, Ca (OH) 2) at low concentration (0.025, 0.025, 0.05M) respectively. It was found that the best catalyst is sodium hydroxide at concentration (0.025) mol/L which gave the same percent of lignin 3% but with low digestion time about 30 min.تم في هذه الدراسة تطبيق طريقة المذيب العضوي المعدلة ( Modified organosolv ) لازالة كمية اللكنين العالية الموجودة في سعف نخيل التمر المأخوذ من البساتين العراقية (نوع الزهدي) وذلك بتجزئة الكتلة الحيوية الى مكوناتها الثلاثة الرئيسة ( السيليلوز والهيمي سليلوز واللكنين ) بأستخدام هاضم ( Digester ) وخليط من الأيثانول والماء بنسب محددة عند درجات حرارية عالية لآزالة اللكنين وتحلل الهيميسلسلوز بينما البقايا الصلبة (السيليلوز) يتم أذابته في العمليات اللاحقة لآستخدامه في مجالات صناعية مختلفة. تم دراسة ثلاثة متغيرات في هذه العملية وهي : درجة الحرارة و نسبة الأيثانول الى الماء و الوقت. تم أستعمال طريقة Central composite design لايجاد علاقة رياضية تربط المتغيرات الثلاثة مع نسبة اللكنين المتبقية بالنموذج. النتائج العملية التي تم الحصول عليها بأستخدام هذه الطريقة والتي تم تمثيلها بمعادلة رياضية متعددة الحدود ( polynomial ) من الدرجة الثانية. من خلال النتائج التي تم الحصول عليها وجد أن افضل وقت للهضم هو (80 دقيقة ) والذي أعطى أفضل أزالة للكنين المتبقي بنسبة 3%عند افضل درجة حرارة 185 درجة مئوية ونسبة أيثانول : الماء تساوي 50: 50 نسبة وزنية. وبهدف تقليل الزمن اللازم لعملية الهضم تم دراسة تأثير استخدام عوامل مساعدة مختلفة مثل (NaOH , Ca(OH)2, H2SO4) بتراكيزقليلة (0.025,0.05,0.025.) مول لكل لتر على التوالي ، وقد وجد أن افضل عامل مساعد هو هيدروكسيد الصوديوم بتركيز( 0.025 ) مول لكل لتر حيث أعطى نسبة اللكنين المتبقي نفسها 3% ولكن بزمن أقل حوالي 30 دقيقة.


Article
Numerical Investigations on Heat Flow of Nanofluids in Ribs Tube Configurations
دراسة عددية للتدفق الحراري للموائع في الأنبوب ذي النتوءات

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper presents two dimensional turbulent flow of different nanofluids and ribs configuration in a circular tube have been numerically investigation using FLUENT 6.3.26. Two samples of CuO and, ZnO nanoparticles with 2% v/v concentration and 40 nm as nanoparticle diameter combined with trapezoidalribs with aspect ratio of p/d=5.72 in a constant tube surface heat flux were conducted for simulation. The results showed that heat flow as Nusselt number for all cases raises with Reynolds number and volume fraction of nanofluid, likewise the results also reveal that ZnO with volume fractions of 2% in trapezoidal ribs offered highest Nusselt number at Reynolds number of Re= 30000.في هذا البحث تم دراسة تأثيرالجريان المضطرب للموائع النانوية في انبوب دائري ذي النتوءات ثنائية الأبعاد عدديا باستخدام برنامجFLUENT 6.3.26 .تم أستخدام نموذجين الجسيمات النانوية كأوكسيد الزنك وأوكسيد النحاس بتركيز حجمي يصل الى %2 و 40 نانومتر قطر الجسيمات النانوية في انبوب ذي نتوؤات بشكل شبه منحرف نسبةطول ضلع النتوء الى قطر الأنبوبتصل الى p / d = 5.72تحت تدفق ثابت للحرارة السطحية للمحاكاة. وأظهرت النتائج أن تدفق الحرارة عددا نسلت لجميع الحالات يزداد بزيادة رينولدز وبتركيز الحجمي للموائع النانوية كما أظهرت النتائج أيضا أن أوكسيد الزنك بتركيز حجمي يصل الى %2 في انبوب ذو نتوؤات بشكل شبه منحرف أعلى قيمة مع حجم الكسور من 2٪ في الأضلاع شبه منحرف عرضت أعلى لعدد النسلت عندما يصل عدد رينولدز الى 30000.


Article
Anaerobic Digestion and Codigestion of Chlorella Vulgaris Microalgae Biomass with Wastewater Sludge and Dairy Manure for Biogas Production
الهضم اللاهوائي المفرد والمشترك للطحالب الدقيقة كلوريللا فولكيرس مع حمأ مياه الصرف الصحي ومخلفات الماشية لانتاج الغاز الحيوي

Loading...
Loading...
Abstract

Anaerobic digestion process of organic materials is biochemical decomposition process done by two types of digestion bacteria in the absence of oxygen resulting in the biogas production, which is produced as a waste product of digestion. The first type of bacteria is known as acidogenic which converts organic waste to fatty acids. The second type of bacteria is called methane creators or methanogenic which transforms the fatty acids to biogas (CH4 and CO2). The considerable amounts of biodegradable constitutes such as carbohydrates, lipids and proteins present in the microalgae biomass make it a suitable substrate for the anaerobic digestion or even co-digested with other organic wastes. The present work investigated methane biogas production by anaerobic codigestion of microalgae, Chlorella vulgaris biomass with organic waste from several sources such as wastewater sludge and dairy manure waste in different proportions as an additional carbon supply to enhance anaerobic digestion and therefore biogas production. Six bottles, employed as batch biodigesters each of 1 liter capacity, were used for that purpose at moderate conditions (35±2 oC). The produced biogas volume was monitored daily along 35 days and the results showed that the daily and cumulative biogas production was increased 4.5 times and 3 times for the bottles with 66.67% microalgae compared with the bottles with wastewater sludge or dairy manure waste only, respectively.عملية الهضم اللاهوائي للمواد العضوية هي عملية تفكك كيميائية حيوية تتم بوساطة نوعين من البكتريا الهاضمة بغياب الاوكسجين منتجة الغاز الحيوي بوصفه ناتجا لعملية الهضم. النوع الاول من البكتريا تعرف ببكتريا اسيدوجين تقوم بتحويل الجزيئات العضوية الى حوامض شحمية ومن ثم تقوم نوع اخر من البكتريا تعرف ببكتريا صانعة الميثان او ميثانوجين بتحويل هذه الحوامض الشحمية الى غاز حيوي يتكون من الميثان CH4 وثاني اوكسيد الكاربونCO2. البحث الحالي يدرس انتاجية غاز الميثان الحيوي بواسطة عملية الهضم اللاهوائي للكتلة الحيوية من الطحالب الخضراء الدقيقة كلوريللا فولكيرس بصورة مشتركة مع مخلفات عضوية مختلفة مثل حمأ مياه الصرف الصحي ومخلفات الماشية بوصفه مصدرا اضافيا للكاربون بنسب مختلفة لتحسين الهظم اللاهوائي ومن ثم انتاجية الغاز الحيوي. تم استخدام ست قناني زجاجية بوصفها مفاعلات حيوية حجم كل مفاعل 1 لتر تحت ضروف معتدلة 35±2مo. تم ملاحظة عملية الانتاج يوميا وعلى مدى 35 يوما واظهرت النتائج ان انتاجية الغاز الحيوي تزداد بمقدار 4.5 مرة و 3 مرة للمفاعل الحاوي على 66.67% طحالب مقارنة مع مفاعل الذي يحوي فقط حمأ مياه الصرف الصحي او مخلفات الماشية على التوالي.


Article
Robot Arm Path Planning Using Modified Particle Swarm Optimization based on D* algorithm
تخطيط المسار لذراع الروبوت باستخدام تقنية سرب الطيور المعدلة إعتماداً على خوارزمية D

Loading...
Loading...
Abstract

Much attention has been paid for the use of robot arm in various applications. Therefore, the optimal path finding has a significant role to upgrade and guide the arm movement. The essential function of path planning is to create a path that satisfies the aims of motion including, averting obstacles collision, reducing time interval, decreasing the path traveling cost and satisfying the kinematics constraints. In this paper, the free Cartesian space map of 2-DOF arm is constructed to attain the joints variable at each point without collision. The D*algorithm and Euclidean distance are applied to obtain the exact and estimated distances to the goal respectively. The modified Particle Swarm Optimization algorithm is proposed to find an optimal path based on the local search, D* and Euclidean distances. The quintic polynomial equation is utilized to provide a smooth trajectory path. According to the observe results, the modified PSO algorithm is efficiently performs to find an optimal path even in difficult environments.حظي ذراع الروبوت مؤخرا بالكثير من الاهتمام نظرا لاستخداماته المتعددة في مختلف التطبيقات. ولذلك فان إيجاد المسارالامثل للذراع له دور بالغ الاهمية في تحسين حركات الذراع وتوجيهها . وتتمثل المهمة الاساس لتخطيط المسار في البحث عن المسار الملبي لأهداف الحركة والمتضمنة: تجنب الاصطدام بالعوائق، وخفض زمن الحركة، تقليل تكلفة المسافة وتحقيق القيود الكينماتيكية للذراع. في هذا البحث، تم هيكلة الفضاء الكارتيزي الحر لذراع ثنائي درجات حرية الحركة، والذي يضم جميع قيم المفاصل بضمانة عدم الاصطدام بالعوائق. فضلا عن استخدام كلل من خوارزميةD* ومعادلة المسافة الإقليدية للحصول على المسافة الدقيقة والمسافة المقدرة عن الهدف على التوالي. واقتراح خوارزمية السرب المعدلة للبحث عن المسار الامثل محليا اعتمادا على المسافات المستخلصة من خوارزمية D* ومعادلة المسافة الإقليدية. وقد تم استخدم المعادلة المتعددة الحدود من الدرجة الخامسة بغية الحصول على مسار سلس في مدة زمنه محددة. ووفقا للنتائج المستخلصة، فأن خوارزمية السرب المعدلة تبحث بكفاءة عن المسار الأمثل وفي ظل بيئات صعبة ومعقدة.


Article
Implementation of Transmitter Zigbee System based on Wireless Sensor Network of IEEE 802.15.4 Standard
تمثيل نظام إرسال Zigbee بالأعتماد على معيار IEEE 802.5.4 الخاص بشبكات المستشعر اللاسلكي

Loading...
Loading...
Abstract

Zigbee is considered to be one of the wireless sensor networks (WSNs) designed for short-range communications applications. It follows IEEE 802.15.4 specifications that aim to design networks with lowest cost and power consuming in addition to the minimum possible data rate. In this paper, a transmitter Zigbee system is designed based on PHY layer specifications of this standard. The modulation technique applied in this design is the offset quadrature phase shift keying (OQPSK) with half sine pulse-shaping for achieving a minimum possible amount of phase transitions. In addition, the applied spreading technique is direct sequence spread spectrum (DSSS) technique, which has the effect in getting better performance for the transmitter system in multipath environments. The system is developed through the use of MATLAB/Simulink to show the performance of the proposed system in response to the appliy modulation technique.يعد Zigbee احد شبكات المستشعر اللاسلكي والذي صُمِمَ لملائمة التطبيقات ذات المدى القصير. يعتمد Zigbee في مواصفات تصميمه على معيار IEEE 802.15.4 والذي يهدف الى تصميم شبكات بتكلفة وقدرة استهلاك واطئتين بالأضافة الى اقل معدل ممكن لأرسال البينات. في هذا البحث، تم تصميم نظام إرسال لمتحسس Zigbee بالإعتماد على خصائص الـ (PHY layer) الخاصة بالمعيار المذكور حيث تم استخدام ((OQPSK مع تشكيل نبضات نصف جيبية كتقنية تضمين كونها تضمن حدوث تَغيُر طفيف في إنتقال الطور للموجة المرسلة فضلاً عن تقنية ( (DSSSلغرض تحسين مستوى اداء النظام في البيئات متعددة القنوات. تم تمثيل التصميم المقترح للنظام باستخدام برنامج MATLAB/Simulink لبيان الأداء بالنسبة لتقنية التضمين المطبقة.

Keywords

DSSS technique --- IEEE 802.15.4 --- MSK --- OQPSK --- Zigbee.


Article
Programming a Pneumatic Processes Sequence based on PLC by Demonstration
برمجة تسلسل العمليات الهوائية المعتمدة على المتحكم المنطقي القابل للبرمجة بالعرض العملي

Loading...
Loading...
Abstract

Pneumatic processes sequence (PPS) is used widely in industrial applications. It is common to do a predetermined PPS to achieve a specific larger task within the industrial application like the PPS achieved by the pick and place industrial robot arm. This sequence may require change depending on changing the required task and usually this requires the programmer intervention to change the sequence’ sprogram, which is costly and may take long time. In this research a PLC-based PPS control system is designed and implemented, in which the PPS is programmed by demonstration. The PPS could be changed by demonstrating the new required sequence via the user by following simple series of manual steps without having to change the PLC’s original program, which leads to decreasing the cost and time. تستخدم العمليات الهوائية المتسلسلة بتسلسل محدد سلفا لانجاز مهمة معينة صناعية على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية ومن الشائع القيام بمجموعة من هذه المهمات لانجاز مهمة أكبر ضمن التطبيق الصناعي مثل العمليات المتسلسلة التي ينفذها ذراع الروبوت الصناعي وهذا التسلسل قد يتطلب التطبيق تغييره بحسب تغير المهمة وعادة يتطلب هذا تدخل المبرمج لتغيير برنامج التسلسل وهذا مكلف اقتصاديا وزمنيا. في هذا البحث تم تصميم منظومة سيطرة وتصميمها للتحكم بتسلسل العمليات الهوائية يعتمد في عمله على المتحكم المنطقي القابل للبرمجة ( PLC ) حيث يمكن باستخدامه تغيير تسلسل العمليات الهوائية بالعرض العملي لأي تسلسل مطلوب وذلك باتباع سلسلة بسيطة من الخطوات ينفذها المستخدم يدويا دون الحاجة الى تغيير البرنامج الأصلي لل( PLC ) وهذا يعني تخفيض كلفة تغييرتسلسل العمليات ووقته.


Article
Performance Comparison of Different Advanced Control Schemes for Glucose Level Control under Disturbing Meal
مقارنة الاداء بين مسيطرات متقدمة للسيطرة على مستوى السكر في الجسم البشري تحت تاثير الاضطراب الغذائي

Loading...
Loading...
Abstract

In this work, diabetic glucose concentration level control under disturbing meal has been controlled using two set of advanced controllers. The first set is sliding mode controllers (classical and integral) and the second set is represented by optimal LQR controllers (classical and Min-, ax). Due to their characteristic features of disturbance rejection, both integral sliding mode controller and LQR Minmax controller are dedicated here for comparison. The Bergman minimal mathematical model was used to represent the dynamic behavior of a diabetic patient’s blood glucose concentration to the insulin injection. Simulations based on Matlab/Simulink, were performed to verify the performance of each controller. In spite that Min-max optimal controller gave better disturbance rejection capability than classical optimal controller, classical sliding mode controller could outperform Min-max controller. However, it has been shown that integral sliding mode controller is the best of all in terms of disturbance rejection capabilityفي هذا البحث تمت السيطرة على تركيز الكلوكوز في الجسم البشري وذلك باقتراح نوعين من المسيطرات: المسيطرات المثالية والمسيطرات ذات النمط الانزلاقي. اذ يمتاز هذان النوعان من المسيطرات بخواص تقليل تاثير الاضطراب المسلط على المنظومة. هناك نوعان من المسيطرات المثالية التي تم اقتراحاها وهي المسيطر المثالي التقليدي والمسيطر الذي يستند على الطريقة الدنيا-العليا. اما النوع الاخر فتم استخدام مسيطرين ذات النمط الانزلاقي وهما المسيطر التقليدي والتكاملي. بالرغم من ان المسيطرالمثالي الذي يستند على الطريقة الدنيا-العليا قد اعطى نتائج جيدة، فان المسيطر ذات النمط الانزلاقي التكاملي قد اظهر خواص افضل من المسيطرات المقترحة وذلك من ناحية تقليله تاثير الاضراب المسلط والتي تم تمثيلها على شكل وجبة طعام.


Article
A Cognitive Hybrid Tuning Control Algorithm Design for Nonlinear Path-Tracking Controller for Wheeled Mobile Robot
تصميم خوارزمية هجينة مدركة لتنغيم مسيطر لاخطي لتتابع مسار لعجلة الإنسان آلي متنقل

Loading...
Loading...
Abstract

This research presents a on-line cognitive tuning control algorithm for the nonlinear controller of path-tracking for dynamic wheeled mobile robot to stabilize and follow a continuous reference path with minimum tracking pose error. The goal of the proposed structure of a hybrid (Bees-PSO) algorithm is to find and tune the values of the control gains of the nonlinear (neural and back-stepping method) controllers as a simple on-line with fast tuning techniques in order to obtain the best torques actions of the wheels for the cart mobile robot from the proposed two controllers. Simulation results (Matlab Package 2012a) show that the nonlinear neural controller with hybrid Bees-PSO cognitive algorithm is more accurate in terms of fast on-line finding and tuning parameters of the controller lead to obtaining smoothness with small spikes control action as well as minimizing tracking pose error of the wheeled mobile robot than the performance of nonlinear back-stepping technique.ان هذا البحث يقدم خوارزمية تنغيم المسيطر المدركة بشكل حي ومتصل للمسيطر اللاخطي لتتابع مسار عجلة الإنسان الآلي الحركي لتباع المسار المستمر المرغوب.ان الهيكلية المقترحة لخوارزمية الامثلية هي الهجينة (النحل مع حشد الجسيمات الامثلية) لايجاد وتنغم قيم كسب المسيطر (العصبي وطريقة الخطوة الراجعة) وتتميز بسرعة وبساطة تقنية التنغيم وبشكل حي ومتصل. ان افضل عزم مسيطر لعجلة اليمين واليسار لعربة الإنسان الآلي تم توليدها بشكل حي ومتصل من خلال المسيطرين المقترحين. لقد تم إثبات من خلال نتائج المحاكاة أن المسيطر العصبي اللاخطي المقترح مع الخوارزمية الهجينة المدركة هي اكثر دقة من حيث ايجاد وتنغيم عناصر المسيطر بشكل حي ومتصل ويؤدي الى الحصول على فعل سيطرة ناعم فضلاعن تقليل الخطأ ألتتابعي لعجلة الإنسان الآلي مقارنة مع أداء المسيطرة ذات تقنية الخطوة الراجعة.


Article
Modeling of Monocrystalline PV Cell Considering Ambient Conditions in Baghdad City
نمذجة الخلية الفوتوفولتائية احاديه الكريستالين أخذين بنظرالأعتبارالظروف الجوية في مدينة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The environmental conditions are important factors, because they affect both the efficiency of a photovoltaic module and the energy load. This research was carried out experimentally and modeling was done in MATLAB –Simulink by monitoring the variation in power output of the system with environmental conditions such as solar radiation, ambient temperature, wind speed, and humidity of Baghdad city. From the results, the ambient temperatures are inversely proportional to humidity and the output power performance of the system, while the wind speed is directly proportional with the output power performance of the system. الظروف البيئية هي عوامل مهمة، لأنها تؤثر بشكل كبيرعلى كل من كفاءة اللوح الشمسي والطاقة الناتجه. حيث أجري هذا البحث تجريبيا وتمت نمذجة النتائج في برنامج الماتلاب من خلال رصد التغير في انتاج الطاقة من النظام مع الظروف البيئية مثل الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة المحيط، وسرعة الرياح، والرطوبة في مدينة بغداد. ومن خلال النتائج وجدنا ان هناك تناسباً عكسياً بين درجة حرارة المحيط وأداء انتاج الطاقة للنظام والرطوبة وأداء انتاج الطاقة للنظام، في حين أن سرعة الرياح تتناسب تناسبا طرديا مع أداء انتاج الطاقة من النظام


Article
Thermal Conductivity Enhancement of Iraqi Origin Paraffin Wax by Nano-Alumina
تحسين الموصلية الحرارية لشمع البرافيين العراقي المنشأ باضافة الألومينا النانوية المنشأ

Loading...
Loading...
Abstract

Paraffin wax is utilized for the heat storage applications taking advantage from the high stored latent heat during the phase change (from solid to fluid) period. What isn't right with this procedure is that the wax has a little heat transfer rate because of its low thermal conductivity. The thermal conductivity improvement of the paraffin wax has been examined utilizing nano-material with high thermal conductivity. In the recent study, (Al2O3) nanoparticles with weights of 1, 2, and 3% of the paraffin wax were added to the paraffin wax. The Iraqi paraffin wax accessible at the local markets was utilized as a phase change material (PCM). Many properties of the wax were changed due to the addition of nanofillers. The wax color was changed from light brown to white. The thermal conductivity of the paraffin wax was expanded by increasing the additional nanoparticles extent with 37.1, 42.3 and 60.32% for 1, 2 and 3% added nano-Al2O3 compared to pure wax conditions. The subsequent change in the thermal conductivity of the paraffin wax makes it reasonable for the use in thermal storage applications. يستخدم الشمع البارافييني مادة خازنة للحرارة ذات طاقة كامنه بالأفادة من الحرارة الكامنه لة خلال مرحلة تغير الطور (من صلب الى مائع). من مساوئ هذة المادة معدلات انتقال حرارة قليله عند عمليات الإنصهار/التجمد بسبب انخفاض الموصلية الحرارية لها. تمت دراسة تحسين الموصلية الحرارية للشمع البارافييني باستخدام مادة نانوية ذات توصيل حراري مرتفع. إذ تمت في هذة الدراسة اضافة مادة الألمنيا (Al2O3) النانوية بنسب وزنية من1، 2، 3% الى الشمع البرافينيي عراقي الانتاج. تم استخدام شمع برافييني عراقي متوفر بالأسواق المحليه بوصفه مادة متغيرة الطور (PCM). لوحظ تغير عدة خواص للشمع بسبب اضافة المادة النانوية. إذ تغير لون الشمع من اللون البني الى الأبيض. أن الموصلية الحرارية للشمع البرافييني ارتفعت بزيادة نسبة المادة النانوية الوزنية. كما تحسنت معدلات الشحن وتفريغ الشحن للطاقة الحرارية بشكل واضح باضافة المادة النانوية الى الشمع بنسب 37.1، 42.3، و60.32% عند اضافة نانو المونيا بنسب وزنية 1، 2، و3% مقارنة بحالة استخدام شمع بمفرده. إن هذا التحسن في الموصلية الحرارية للشمع البرافييني يمنح هذة المادة افضلية الاستخدام في تطبيقات الخزن الحراري للطاقة.


Article
Influence of Nanoreinforced Particles (Al2O3) on Fatigue Life and Strength of Aluminium Based Metal Matrix Composite
تاتير حبيبات المادة النانوية المقواة (Al2O3) على عمر ومقاومة الكلال لمركب ذي الاساس المعدني

Loading...
Loading...
Abstract

In this investigation, Al2O3 nano material of 50nm particles size were added to the 6061 Al aluminium alloy by using the stir casting technique to fabricate the nanocomposite of 10wt% Al2O3. The experimental results observed that the addition of 10wt% Al2O3 improved the fatigue life and strength of constant and cumulative fatigue. Comparison between the S-N curves behaviour of metal matrix (AA6061) and the nanocomposite 10wt% Al2O3 has been made. The comparison revealed that 12.8% enhancement in fatigue strength at 107cycles due to 10wt% nano reinforcement. Also cumulative fatigue life of 10wt% nanocomposite was found to be increased by 33.37% and 39.58% for low-high and high-low loading sequences, respectively, compared to the metal-matrix cumulative life.في هذا البحث تم اضافة المادة النانوية Al2O3 ذات حجم حبيبات 50 نانوميتر الى سبيكة الالمنيوم AA6061 باستخدام تقنية السباكة بالتحريك لتصنيع المركب النانوي ذو 10wt% من المادة النانوية Al2O3.النتائج المستخرجة عمليا اوضحت ان اضافة 10wt% Al2O3 بوصفه نسبة وزنية حسنت من عمر مقاومة الكلال الثابت والمتراكم .تمت مقارنة بين سلوك منحنيات S-N للمعدن الاساس AA6061 والمركب النانوي 10wt% Al2O3 .واوضحت المقارنة تحسن بمقدار 12.8% في مقاومة الكلال عند 107 دورة نتيجة 10w% للمادة المقواة. كذلك وجد ايضا ان عمر الكلال التراكمي ازداد نسبة 33.37% و% 39.58 للتحميل المتتابع من واطئ-عالٍ ومن عالٍ-واطئ على التوالي مقارنة مع العمر التراكمي للمعدن الاساس.


Article
Study the Effect of Multilayer Single Point Incremental Forming on Residual Stresses for Bottom Plates
دراسة ﺗﺄﺛﻴﺮ التشكيل اﻟﻨﻘﻄﻲاﻟﺘﺰاﻳﺪيﻟﻠﺼﻔﺎﺋﺢ المتعددة على الاجهادات المتبقية في الطبقة السفلية

Loading...
Loading...
Abstract

Knowing the amount of residual stresses and find technological solutions to minimize and control them during the production operation are an important task because great levels of deformation which occurs in single point incremental forming (SPIF), this induce highly non-uniform residual stresses. In this papera propose of a method for multilayer single point incremental forming with change in thickness of the top plate (0.5, 0.7, 0.9) mm and lubrication or material between two plates(polymer, grease, grease with graphite, mos2) to knowing an effect of this method and parameters on residual stresses for the bottom plates. Also compare these results for the bottom plates with the single plate at same thickness 0.9 mm.The results showed that when increase thickness of the top plate the value of residual stresses will decrease for bottom plates and when used graphite with grease between two plates gives less residual stresses (R.S = 60.173 MPa.) reverse when used Mos2 which will gives a larger residual stresses (R.S = 146.617 MPa.) in the bottom plate.في عملية التشكيل التزايدي النقطي مستوى عالٍ من حدوث التشوهات، وهذا بدوره يحدث اجهادات متبقية غير منتظمة بشكل كبير. لذلك ,معرفة مقدار الاجهادات المتبقية وايجاد حلول تكنولوجية للسيطرة والتقليل منها خلال عملية الانتاج هي مهمة مهمة. في هذه البحث تم اقتراح طريقة جديدة للتشكيل التزايدي النقطي ﻟﻠﺼﻔﺎﺋﺢ المتعددة ومعرفة تأثير هذه الطريقة والتغيير في سمك الصفيحة العلوية (0.5, 0.7, 0.9) ملم والمادة او المزيت بين الصفيحتين (polymer, grease, grease with graphite, mos2) على الاجهادات المتبقية في الصفيحة السفلية مع تثبيت العوامل الاخرى كسمك الطبقة السفلية و معدل التغذية و السرعة الدورانية و قطر الاداة وحجم الخطوة . وكذلك مقارنة النتائج مع عملية التشكيل باستخدام صفيحة واحدة ذات سمك يساوي سمك الصفيحةالسفلية 0.9 ملم. وأظهرت النتائج انه كلما زاد سمك الصفيحة العلوية يقل مقدار الاجهادات بالنسبة للصفيحة السفلية وان استخدام Graphite مع Grease بين الصفيحتين يعطي اقل اجهادات متبقية(R.S = 60.173 MPa.) وان استخدام Mos2 يعطي اعلى اجهادات متبقية (R.S = 146.617 MPa.) في الصفيحة السفلية.


Article
Enhancing the Compressive Strength and Density of Cement Mortar by the Addition of Different Alignments of Glass Fibers and Styrene Butadiene Rubber
تحسين مقاومة الانضغاط للملاط باستخدام توزيع مختلف من الياف الزجاج ومستحلب الستايرين بيوتادايين

Loading...
Loading...
Abstract

In the field of construction materials the glass reinforced mortar and Styrene Butadiene mortar are modern composite materials. This study experimentally investigated the effect of addition of randomly dispersed glass fibers and layered glass fibers on density and compressive strength of mortar with and without the presence of Styrene Butadiene Rubber (SBR). Mixtures of 1:2 cement/sand ratio and 0.5 water/cement ratio were prepared for making mortar. The glass fibers were added by two manners, layers and random with weight percentages of (0.54, 0.76, 1.1 and 1.42). The specimens were divided into two series: glass-fiber reinforced mortar without SBR and glass-fiber reinforced mortar with 7% SBR of mixture water. All specimens were tested after curing for 7 and 28 days, glass-fiber reinforced mortar exhibited better properties than control mortar in improvement of compressive strength and lowering the density after curing for 28 days due to the completion of cement hydration reaction.. For compressive strength the best results were achieved with 1.42 wt.% layers glass-fiber reinforced mortar with 7% SBR which gave 41.56 MPa. On the other hand, the addition of 1.42 wt.% random glass-fiber without SBR addition caused the beast reduction in density by 10.6% and produced lighter structure than control sample.الملاط المدعم بألياف الزجاج والمضاف لها مستحلب ستايرين بيوتادايين (SBR) تعد من المواد الحديثة في مجال المواد الإنشائية. يهدف هذا البحث لدراسة تأثير اضافة الياف الزجاج العشوائية وطبقات الياف الزجاج على كثافة و مقاومة انضغاط الملاط مختبرياً في حالة وجود او عدم وجود مادة (SBR). تم تحضير خلطات من الملاط بنسبة خلط وزنية 1:2 ) اسمنت- رمل ( ونسبة الماء الى الإسمنت (0.5). تم اضافة الياف الزجاج بطريقتين عشوائية وطبقات بنسب وزنية (0.54, 0.76, 1.1, 1.42). قسمت العينات الى سلسلتين احداهما مدعمة بألياف الزجاج بدون اضافة (SBR) والأخرى مدعمة بألف الزجاج مع اضافة 7% (SBR) من ماء الخلطة. تم فحص العينات بعد غمرها بالماء لمدة 7 و 28 يوماً. الملاط المدعم بألياف الزجاج أظهر تحسينا في مقاومة الانضغاط مقارنة مع عينات القياس. اما افضل النتائج كانت مع العينات المدعمة بألياف الزجاج والمضاف لها 7% (SBR). الإنضاج بعمر 28 يوماً اظهر افضل النتائج بسبب اكتمال تفاعل الماء مع الإسمنت.


Article
Travel Time Prediction Models and Reliability Indices for Palestine Urban Road in Baghdad City
نماذج التنبؤ لزمن الرحلة ومؤشرات الوثوقية لشارع فلسطين شرياني حضري في مدينة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Travel Time estimation and reliability measurement is an important issues for improving operation efficiency and safety of traffic roads networks. The aim of this research is the estimation of total travel time and distribution analysis for three selected links in Palestine Arterial Street in Baghdad city. Buffer time index results in worse reliability conditions. Link (2) from Bab Al Mutham intersection to Al-Sakara intersection produced a buffer index of about 36% and 26 % for Link (1) Al-Mawall intersection to Bab Al- Mutham intersection and finally for link (3) which presented a 24% buffer index. These illustrated that the reliability get worst for link (2), (1) and (3) respectively during the peak period. Extra delay is observed on link(1), (2) and (3) in terms of 95% percentile travel time of about (301.9, 219.4, and 193.8)sec. for Link (1, 2 and 3) respectively. Higher value for 95% travel time is obtained for link (1). Travel time index (TTI) of 4.2 %, 4.9% and 4% is obtained for Link (1, 2 and 3) respectively. Maximum value for delay per km that obtained for link (1) which is about 266 sec/km and 268 sec./km for link (3) and 244 sec/km for link(2). Different predicted model for the three studied links of Palestine street have been developed based on the obtained field data. A best fit is presented as compared the predicted models with the observed field travel time data for all the models of studied links which illustrated that the predicted model can present the actual field data.حساب زمن الرحلة وحسابات الوثوقية هي عوامل مهمة لتحسين كفاءة التشغيل والأمان للشبكة المرورية ولتوزيع أفضل لرحلات تخطيط النقل. الهدف من هذا البحث هو حساب زمن الرحلة الكلي وتحليل التوزيع لزمن الرحلة لثلاثة مقاطع مختارة من شارع فلسطين الشرياني في مدينة بغداد والذي يعد واحد من الشوارع المهمة التي تمر في المناطق السكنية والتجارية في مدينة بغداد نتيجة التطور السريع الحاصل في استعمالات الأرض والذي يولد ضغط إضافي لتوليد وجذب الرحلات اليومية. أعلى قيمة لزمن الرحلة 518.5 ثانية وزمن التأخير 457 ثانية حيث يتم ضياع 88% من زمن الرحلة بسبب طبيعة زدحام المرور في المقطع رقم 1. وزمن الرحلة المستغرق للمقطع رقم 2 ,238 ثانية وزمن تأخير بحدود 206 ثانية أي يتم ضياع من الوقت بحوالي 86% بوصفه تأخيراً . وبالنسبة للمقطع رقم 3 أعلى زمن رحلة مستغرق هو 172 ثانية ويمثل حوالي 81.9% ضياع بالوقت بسبب تأخير الزدحام. زمن Buffer 62, 59, 38 تم الحصول عليه بالنسبة للمقطع رقم 1,2,3 على التوالي. هذا يعني وقتاً إضافياً بحدود 62.,59,38 لكل من المقطع 1.2.3 على التوالي من معدل زمن الرحلة للحصول على دقة 95% للوصول غاية الرحلة في نهاية الطريق الشرياني. نتائج مؤشرات زمن Buffer أظهرت سوء الوثوقية. المقطع رقم 2 من باب المعظم إلي تقاطع الصخرة أعطى 36% مؤشر وثوقية و26% مؤشر وثوقية بالنسبة لمقطع رقم 1 من تقاطع الموال إلى تقاطع باب المعظم وأخيرا 24$ مؤشر وثوقية من تقاطع الصخرة إلى تقاطع ساحة بيروت. هذه النتائج تدل على سوء مؤشرات الوثوقية لمقطع رقم 1,2,3 على التوالي. زمن تأخير إضافي بحدود 301, 219.4, 193.8 ثانية للمقطع رقم 1,2,3 على التوالي. تم الحصول على أعلى قيمة ل 95% زمن الرحلة للمقطع رقم 1. تم الحصول من النتائج على مؤشر زمن الرحلة حوالي 4.2 ,4.9, و 4% للمقطع رقم 1,2,3 على التوالي. زيادة مؤشر زمن الرحلة اكبر من 1.0 يدل على استغراق وقت إضافي للرحلة عن الوقت الحر المثالي للمقاطع الثلاثة المدروسة مع اعلى مؤشر زمن رحلة للمقطع 1 رقم و مقطع رقم 2 وأخيرا للمقطع رقم 3. اعلى قيمة لنتائج التأخير لكل كم طول كانت للمقطع رقم 1 بحوالي 266ثانية /كلم و 268 كلم /ثانية للمقطع رقم 3 و 244 ثانية /كلم للمقطع رقم 2 . أيضا تم تطوير نماذج التنبؤ لزمن الرحلة للمقاطع الثلاثة في منطقة الدراسة لشارع فلسطين اعتمادا على البيانات الحقلية المستحصلة. تم الحصول على توافق جيد عند مقارنة النماذج مع البيانات الحقلية لزمن الرحلة مما يبين قابلية تمثيل االنماذج للبيانات الحقلية.


Article
Recovery of Platinum and Palladium from Scrap Automotive Catalytic Converters
استرجاع البلاتين والبلاديوم من مخلفات المحول الحفاز في السيارات

Loading...
Loading...
Abstract

The hydrometallurgical method was used to platinum and palladium leaching with aqua regia solution (3HCl: HNO3). The leaching experiments were designed to obtain the optimum conditions by using Taguchi method with 16 experiments at three different factors (time, temperature and solid to liquid ratio), and each factor has four different levels. In this study, leaching the powder sample of catalytic converter that contains platinum and palladium was conducted on the basis of the formation of chloro complexes platinum and palladium (PtCl62-, PdCl42-) with different concentrations in the acidic solution. The optimum conditions for leaching process are (time = 120 minutes, temperature = 100°C, and solid to liquid ratio = 1/20).The best efficiency for platinum and palladium leaching at these conditions were 97.58%, 93.23%, respectively. After leaching process at optimum conditions, platinum was firstly precipitated in the form of (NH4)2PtCl6 (ammonium chloroplatinate) by adding (5ml/l) of ammonium chloride (NH4Cl) as a precipitant agent .Then, palladium was precipitated in the form of (NH4)2PdClO3 (palladium ammonium chlorate) by adding (5g/l) of sodium chlorate (NaClO3) as a precipitant agent to the remaining solution after the removal of platinum. The best efficiency for platinum and palladium recovery at optimum leaching conditions were 91.94%, and 98.82%, respectively. الطريقة المائية كانت قد استخدمت في اذابة عنصري البلاتين والبلاديوم في محلول الماء الملكي3HCl: HNO3)) .وكانت صممت تجارب الاذابة لمعرفة الظروف المثالية للاذابة بواسطة طريقة تاكوشي بواقع ستة عشر تجربه عند ثلاث عوامل مؤثرة هي درجة الحرارة والوقت ونسبة الصلب الى السائل.اذابة مسحوق المحول الحفاز الذي يحتوي على البلاتين والبلاديوم التي كانت قد اجريت على اساس تشكيل مركبات كلوريدية من البلاتين والبلاديوم (PtCl62-, PdCl42-) بتراكيز مختلفة في المحلول الحامضي.الظروف المثالية لعملية الاذابة كانت (درجة الحرارة =100°C, والوقت=120 دقيقة ونسبة الصلب الى السائل=1/20),وكانت افضل كفاءة اذابة عند هذه الظروف للبلاتين(%97.58 ( والبلاديوم(%93.23).بعد عملية الاذابة عند الظروف المثالية ,كان قد ترسب البلاتين اولا على شكل (NH4)2PtCl6 (ammonium chloroplatinate) بواسطة اضافة (5 مل لكل لتر) من كلوريد الامونيوم ammonium chloride (NH4Cl) كعامل مرسب,بعد ذلك كان ترسب البلاديوم على شكل (NH4)2PdClO3 (palladium ammonium chlorate) بواسطة اضافة (5 غم لكل لتر) من كلورات الصوديوم sodium chlorate ( NaClO3) كعامل مرسب الى المحلول المتبقي بعد ازالة البلاتين.وكانت افضل كفاءة استرجاع عند ظروف الاذابة المثالية للبلاتين والبلاديوم هي 91.94%) و ( 98.82% على التوالي . (

Table of content: volume:13 issue:3