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: 2018 volume:14 issue:3

Article
Experimental Study the Effect of Tool Design on the Mechanical Properties of Bobbin Friction Stir Welded 6061-T6 Aluminum Alloy
دراسة تأثير تصميم عدة اللحام بالخلط الاحتكاكي نوع (Bobbin) على الخواص الميكانيكية لسبيكة المنيوم (6061-T6)

Loading...
Loading...
Abstract

Bobbin friction stir welding (BFSW) is a variant of the conventional friction stir welding (CFSW); it can weld the upper and lower surface of the work-piece in the same pass. This technique involves the bonding of materials without melting. In this work, the influence of tool design on the mechanical properties of welding joints of 6061-T6 aluminum alloy with 6.25 mm thickness produced by FSW bobbin tools was investigated and the best bobbin tool design was determined. Five different probe shapes (threaded straight cylindrical, straight cylindrical with 3 flat surfaces, straight cylindrical with 4 flat surfaces, threaded straight cylindrical with 3 flat surface and threaded straight cylindrical with 4 flat surfaces) with various dimensions of the tool (shoulders and pin) were used to create the welding joints. The direction of the welding process was perpendicular to the rolling direction for aluminum plates. Tensile and bending tests were performed to select the right design of the bobbin tools, which gave superior mechanical properties of the welded zone. The tool of straight cylindrical with four flats, 8 mm probe and 24 mm shoulders diameter gave better tensile strength (193 MPa), elongation (6.1%), bending force (5.7 KN), and welding efficiency (65.4%) according to tensile strength. اللحام بالخلط الاحتكاكي بأداة تشبه البكرة (bobbin) يكون مختلف عن اللحام المتعارف علية للطريقة نفسها, حيث يتم لحام قطعة العمل من الوجهين الاعلى و الاسفل في للشوط نفسها . يتضمن هذا الأسلوب لحام اللوحين من دون الانصهار. في هذا العمل، تم التحقق من تأثير تصميم الأداة على الخواص الميكانيكية لوصلات اللحام لسبيكة الالمنيوم نوع (6061-T6) و بسمك (6,25 ملم) والملحومة بطريقة اللحام الخلطي الاحتكاكي نوع (bobbin)،و كذلك تحديد أفضل تصميم لأداة اللحام نوع (bobbin). خمسة أشكال مختلفة لوتد أداة اللحام (أسطواني مستقيم مسنن, أسطواني مستقيم ذو 3 أوجه، أسطواني مستقيم ذو 4 أوجه، أسطواني مستقيم مسنن ذو 3 أوجه و أسطواني مستقيم مسنن ذو 4 أوجه) وبأبعاد مختلفة للأداة ( الدبوس و الأكتاف ) استخدمت لأجراء عملية اللحام. أتجاه عملية اللحام كان عموديا على أتجاه الدرفلة لألواح الألمنيوم. اختبارات الشد والانحناء تم اجراؤها لأختيار التصميم الأفضل لأداة اللحام نوع (bobbin) والتي تعطي افضل الخواص الميكانيكية لمنطقة اللحام. الأداة ذات الاسطواني المستقيم ذو 4 أوجه، بقطر للوتد (8 mm) والاكتاف (24 mm) أعطت افضل مقاومة شد (193 ميكا باسكال) وأستطالة (6.1%) مع أقصى قوة انحناء (5.7 كيلو نيوتن) وأفضل كفاءة لحام (65.4%) نسبة الى مقاومة الشد.


Article
Construction and Characterization of Organic Solar Cell and Study the Operational Properties
بناء وتوصيـف الخلايا العضوية ودراسة خصائص التشغـيـل

Loading...
Loading...
Abstract

This article reviews the construction of organic solar cell (OSC) and characterized their optical and electrical properties, where indium tin oxide (ITO) used as a transparent electrode, “Poly (3-hexylthiophene- 2,5-diyl) P3HT / Poly (9,9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) F8BT” as an active layer and “Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly (styrene sulfonate)” PEDOT: PSS which is referred to the hole transport layer. Spin coating technique was used to prepared polymers thin film layers under ambient atmosphere to make OSC. The prepared samples were characterized after annealing process at (80 ͦ C) for (30 min) under non-isolated circumference. The results show a value of filling factor (FF) of (2.888), (0.233) and (0.28) and power conversion efficiency (PCE) of (0.0055), (3.333 × 10-6) and (0.0004), where these results were obtained by Keithley Electrometer Model 6517B, while spectral response is being utilized by LEOI-94 Monochromator and Keithley 6517B Electrometer.أستعملت الخلايا الشمسية العضوية (OSCs) في الآونة الاخيرة بشكل واسع. هذا البحث يتضمن تصنيع الخلايا الشمسية العضوية العادية ودراسة خصائصها الكهربائية والضوئية مثل كفاءة تحويل الطاقة (PCE) ومعامل التعبئة (FF) وتأثير مختلف الاطوال الموجية على ذلك النوع من الخلايا. تتضمن الخلية الشمسية قطبا شفافا من أوكسيد قصدير الانديوم (زجاجة –ITO) وطبقة فعالة من المانح والمستقبل مكونة من بولي (3-هيكسيلثيوفين-2،5-دييل) (P3HT) و بولي (9،9-ديوكتيل فلورين-ألت-بنزوثياديازول (F8BT) فضلا عن طبقة من بولي (3،4-إثيلينيدوكسيثيوفين) بولي- (ستيرين سلفونات) (PEDOT: PSS ) الذي يستعمل طبقة ناقلة للشحنات الموجبة. تم إستعمال تقنية الطلاء بالغزل الدوراني حيث استخدم مزيج (BHJ) لتحسين أداء السطح البيني للمانح والمستقبل. تم الفحص بوساطة إلكتروميتر لقياس التوصيلية الكهربية للتيار المستمر -Keithley 6517(B ومطياف الاستجابة الطيفية لأجل الحصول على مخطط التيار والفولتية فضلا عن مخطط الاستجابة الطيفية. كانت نتائج العينات الثلاثة (الاولى والثانية والثالثة ) للخلايا العادية: بالنسبة لمعامل التعبئة كانت نتائج العينات هي (2.888) و (0.233) و (0.28) على التوالي وبالنسبة لكفاءة تحويل الطاقة كانت نتائج العينات (0.0055) و (3.333 × 10-6) و (0.0004) على التوالي، مأخوذة من مخطط التيار والفولتية، وهي تمثل الخواص الكهربائية حيث لوحظ تأثير المقاومة المتسلسلة على كفاءة الخلية. بينما لوحظ تأثير عملية التصنيع في الاستجابة الطيفية للخلايا اللشمسية فكان لتغيير سرع الدوران لجهاز الطلاء بالغزل الدوراني تأثيير في كفأءة الكم الخارجية (EQE) والتي اعطت نتائج (0.000022%) و (0.000068%) و (0.000021%)لعينات تم طلاء الطبقة الفعالة منها بسرع (2000) و (3000) و (2500) rpm على التوالي.

Keywords

Organic Solar Cell --- P3HT --- F8BT --- PEDOT --- PSS --- Spin Coating.


Article
Experimental and Simulation investigations of Micro Flexible Deep Drawing Using Floating Ring Technique
تحقيق عملي ومحاكاة لعملية سحب عميق مايكروية بأدوات مرنة بأستخدام تقنية الحلق الطافي

Loading...
Loading...
Abstract

Micro metal forming has an application potential in different industrial fields. Flexible tool-assisted sheet metal forming at micro scale is among the forming techniques that have increasingly attracted wide attention of researchers. This forming process is a suitable technique for producing micro components because of its inexpensive process, high quality products and relatively high production rate. This study presents a novel micro deep drawing technique through using floating ring as an assistant die with flexible pad as a main die. The floating ring designed with specified geometry is located between the process workpiece and the rubber pad. The function of the floating ring in this work is to produce SS304 micro cups with profile radius precision as required as possible. The finite element simulations are accomplished using the commercial code Abaqus/Standard. In order to verify the simulation models, micro deep drawing experiments are carried out using a special set up developed specifically to meet the requirements of the simulations. The results revealed that the proposed technique is feasible to be adopted for producing micro cups with remarkable application capability in miniaturization technology.التشكيل المايكروي للمعادن يملك قابلية تطبيق هى مجالات صناعية مختلفة. عملية تشكيل الصفائح المعدنية بأستخدام أدوات مرنة عند مستوى ابعاد مايكروية يعد من بين تقنيات التشكيل التي تملك جذباً متزايداً لاهتمام الباحثين. عملية التشكيل هذه مناسبة لانتاج مركبات مايكروية كونها عملية رخيصة, تؤدي الى منتجات عالي الجودة و نسبيا معدل انتاج عالٍ. هذه الدراسة تقدم تقنية سحب عميق مايكروية مبتكرة من خلال استخدام حلق طافٍ بوصفه قالباً مساعداَ الى جانب وسادة مرنة بوصفها قالب تشكيل رئيس. الحلق الطافي المصمم على وفق هيئة هندسية معينة يوضع بين العينة والوسادة المرنة. وظيفة الحلق الطافي في هذا العمل هي انتاج منتجات مايكروية على شكل كؤس مصنىوعة من فولاذ مقاوم للصدا بأبعاد عالية الدقة. مودبلات العناصر المحددة انجزت باستخدام برنامج . لاثبات صحة النتائج النظرية مجموعة تجارب سحب عميق أجريت بأستخدام جهاز صمم وصنع خصيصا ليلاقي متطلبات الموديل النظري. النتائج أثيتت بأن التقنية المقترحة في هذه الدراسة هي ذات جدوى لانتاج منتجات مايكروية التي تملك امكانية تطبيق عالية في التكنولوجية صغيرة الابعاد.


Article
Efficiency Enhancement of a Dual-axis Solar PV Panel Tracker Using Water-Flow Double Glazing Technique
تحسين كفاءةِ اللوح الشمسي المقتفي ثنائي المحاور بإستخدام الماء المتدفق ضمن غطائه الزجاجي المزدوجِ

Loading...
Loading...
Abstract

The fall angle of sun rays on the surface of a photovoltaic PV panel and its temperature is negatively affecting the panel electrical energy produced and efficiency. The fall angle problem was commonly solved by using a dual-axis solar tracker that continually maintains the panel orthogonally positioning to the sun rays all day long. This leads to maximum absorption for solar radiation necessary to produce maximum amount of energy and maintain high level of electrical efficiency. To solve the PV panel temperature problem, a Water-Flow Double Glazing WFDG technique has been introduced as a new cooling tool to reduce the panel temperature. In this paper, an integration design of the water glazing system with a dual-axis tracker has been accomplished and experimentally tested in order to enhance the PV panel efficiency, especially at hot climates. The proposed glazing system can simultaneously perform two functions, firstly, working as a cooling tool for reducing the stored heat in the PV panel during its work and secondly as an optical filter for sun light spectrum. Optimum design factors with their levels for the glazing system were calculated according to Taguchi method. Test experiments were carried out in Baghdad city on the 20th and 21st July 2016 on the tracker with and without using the WFDG system. The obtained results show that, the PV panel temperature with using the WFDG system was significantly dropped by 44% and its efficiency increased maximally by 36.6% at solar irradiance of 1213W/m2 as compared with conventional one.إنّ زاويةَ سقوط أشعةِ الشمس على سطحِ اللوح الشمسي ودرجة حرارته يُؤثّرانِ سلبياً على الطاقة الكهربائية للوح وكفاءته. أن مشكلة زاويةِ السقوط عادةً ما يتم حلها بإستخدام منظومة التتبع (المقتفي) الشمسي ذات المحورِين والذي يُبقي اللوح بشكل مستمر متعامد مع أشعةِ الشمس طِوال اليوم. هذا يُؤدّي إلى أقصى إمتصاصِ للإشعاعِ الشمسيِ والضروريِ لإنتاج الكميةِ القصوى مِن الطاقةِ وعند مستوىات عالية مِن الكفاءة الكهربائية. لحَلّ مشكلةَ الحرارة فقد تمّ استخدام تقنية الغرفة الزجاجية (المزججة) والتي يتدفقِ خلالها الماء بوصفها طريقة تبريد جديدةِ لتخفيض درجة حرارة اللوح. في هذه البحث، تمّ تصميم منظومِة التزجيج المقترحة بالتكامل مَع منظومة التتبع ثنائية المحاور واجريت التجارب المختبرية عليها لغرض تحسين كفاءةَ اللوح الشمسي، لاسيما في المناخِ الحارِ. نظام التزجيج المُقتَرَحِ يُمْكِنُ أَنْ يُؤدّي وظيفتين بشكل آني، أولاً، يعَمَل أداة تبريد لتقليل الحرارةِ المَخْزُونة في داخل اللوح أثناء عَملها وثانياً مرشِحا بصريا للطيفِ الضوئي. تمّ حساب معاملات التصميمُ الأمثل وبمستويات مختلفة لقيم نظامِ التزجيج وفقاّ لطريقةِ تاكوتشي. تمّ تنفيذ تجارب الإختبارِ في مدينةِ بغداد في العشرين والحادي والعشرين مِنْ يوليو/تموز 2016 على منظومة التتبع في حالتين مع إستعمال مقترح منظومة التزجيج وبدونها. تبُين النتائِج المستحصلة بأنّ، درجةَ الحرارة اللوح الشمسي بإستعمال منظومة التزجيج هَبطت بشكل ملحوظ بمقدار 44% وزادت كفاءتها الكهربائية بحاولي36.6 % عند بالمقارنة مع المنظومة التقليدية عند قيمة اشعاع شمسي 1213 W/m2.


Article
Bioremediation of Soil Contaminated with Diesel using Biopile system
المعالجة البايولوجية للتربة الملوثة بالديزل باستخدام منظومة Biopile

Loading...
Loading...
Abstract

This study was focused on biotreatment of soil which polluted by petroleum compounds (Diesel) which caused serious environmental problems. One of the most effective and promising ways to treat diesel-contaminated soil is bioremediation. It is a choice that offers the potential to destroy harmful pollutants using biological activity. The capability of mixed bacterial culture was examined to remediate the diesel-contaminated soil in bio piling system. For fast ex-situ treatment of diesel-contaminated soils, the bio pile system was selected. Two pilot scale bio piles (25 kg soil each) were constructed containing soils contaminated with approximately 2140 mg/kg total petroleum hydrocarbons (TPHs). The amended soil: (contaminated soil with the addition of nutrients and bacterial inoculum), where the soil was mixed with 1.5% of sawdust, then supplied with the necessary nutrients and watered daily to provide conditions promoting microorganism growth. Unamended soil was prepared as a control (contaminated soil without addition). Both systems were equipped with oxygen to provide aerobic conditions, incubated at atmospheric temperature and weekly sampling within 35 days. Overall 75% of the total petroleum hydrocarbons were removed from the amended soil and 38 % of the control soil at the end of study period. The study concluded that ex-situ experiment (Bio pile) is a preferable, economical, and environmentally friendly procedure, thus representing a good option for the treatment of soil contaminated with diesel. ركزت هذه الدراسة على معالجة التربة الملوثة بالمركبات النفطية (الديزل) و التي تسببت في مشاكلات بيئية خطيرة. ومن الطرق الواعدة و الأكثر فعالية لمعالجة التربة الملوثة بالنفط هي المعالجة البيولوجية بل هي الخيار الذي يوفر إمكانية تدمير الملوثات الضارة باستخدام النشاط البيولوجي. تم فحص قدرة الخليط البكتيري لمعالجة التربة الملوثة بالديزل في منظومة bio piling. ومن أجل معالجة سريعة خارج الموقع للتربة الملوثة بالديزل تم اختيار منظومة .bio pilingوقد تم إنشاء منظومتين biopiles على نطاق تجريبي (25 كيلوغراماً من التربة لكل منهما) و يحتويان على التربة الملوثة بما يقرب من 2140 ملغم / كغم من الهيدروكربونات النفطية. التربة المعدلة: (التربة الملوثة مع إضافة المغذيات واللقاح البكتيري) حيث تخلط التربة مع 1.5٪ من نشارة الخشب، ثم زودت بالمغذيات اللازمة وتُسقى يومياً لتوفير الظروف التي تعزز نمو الكائنات الحية الدقيقة. تم تحضير التربة غير المعدلة بوصفها عنصر سيطرة (التربة الملوثة بدون إضافة). جُهز كلا النظامين بالأوكسجين لتوفير الظروف الهوائية،و تم الحضن في درجة حرارة الجو وسُحبت العينات اسبوعياً خلال مدة 35 يوما. تم إزالة 75٪ من إجمالي الهيدروكربونات البترولية من التربة المعدلة و 38٪ من تربة السيطرة في نهاية مدة الدراسة. خلصت الدراسة الى أن تجربة المعالجة البيولوجية خارج الموقع هي الإجراء المفضل،وهي اقتصادية وصديقة للبيئة، وبالتالي تمثل خيارا جيدا لمعالجة التربة الملوثة بالديزل.


Article
Study the Dissociation Enthalpies for R134a Clathrate Hydrate in Binary and Ternary Systems
دراسة المحتوى الحراري لتفكك الكلاثريت (لغاز التبریدR134a الرطب) بالنظامين الثنائي والثلاثي

Loading...
Loading...
Abstract

In the present work the clathrate hydrate dissociation enthalpies of refrigerant R134a+ water system, and R134a + water + salt system were determined. The heat of dissociation of three types of aqueous salts solutions of NaCl, KBr and NaF at three concentrations (0.09, 0.17and 0.26) mol·kg−1 for each salt type, were enthalpy measured. The Clapeyron equation was used tocalculate heat of dissociation of experimental data for binary and ternary system.In order to find the effect of compressibility factor on heat dissociation enthalpy, the study was conducted by using equation of state proposed by Peng and Robinson Stryjek-Vera (PRSV). The obtained results of dissociation enthalpy for binary system were (143.8) kJ.mol-1 without gas compressibility factor (z) and (136.08) kJ.mol-1 with z where the variation between two values was (5.3%). For ternary system (R134a+ water +NaCl) at three concentrations of this salt, the calculated values were in the range of (146.7 - 154.1) kJ.mol-1without z and (138.02-145.14) kJ.mol-1with z where the variation rang between two values was (5.8-5.7) %. The other two types of salts given similar results within (0.886 - 0.129) % deviation rang about NaCl results without z and (0.818-0.149) % deviation rang with z values. في هذا البحث تم حساب حرارة التفكك للنظام الثنائي المتكون من (غازالتبریدR134a+ماء) والنظام الثلاثي المتكون من (غازالتبرید R134a +ماء + ملح). حيث تم حساب حرارة التفكك لثلاثة أنواع من محاليل الأملاح هي كلوريد الصوديوم, بروميد البوتاسيوم وفلوريد الصوديوم عند ثلاثة تراكيز( 0,09, 0,17, 0,26) مولكغم. معادلة كلابيرون استخدمت لحساب حرارة التفكك للنظام الثنائي والثلاثي اعتمادا على البيانات العملية للتفكك. وحصيلة الدراسة تمت باستخدام معادلة الحالة لـ (Peng and Robinson) لأيجاد تأثير معامل انضغاط الغاز (z) على حرارة التفكك. وكان ناتج النظام الثنائي هو(143,8) كجولمول بدون z وبوجود z (136,08) كجول مول علما أن الانحراف بين القيمتين هو(5,3) %. معدل القيم المحسوبة للنظام الثلاثي بوجود كلوريد الصوديوم عند التراكيز الثلاثة للملح من دونz بالمدى (146,7-154,1) كجول مول ومع z (138,02-145,14 ) كجول مول وكان معدل الانحراف بين القيمتين هو (8, 5 - 7, 5) %. النوعان الآخران من الاملاح لهما نتائج مشابهة لنتائج ملح كلوريد الصوديوم بمعدل انحراف (0,886- 0,129)% بدون z ومعدل انحراف (0,818-0,149) % عند أدخال قيم معامل الانضغاط (z).


Article
Experimental Study on Doweled Expansion Joints on Behavior for Plain Concrete Pavement System
دراسة تجريبية في مفاصل التمدد الموتّدة على سلوك التبليط الخرساني غير المسلح

Loading...
Loading...
Abstract

This paper deals with load-deflection behavior the jointed plain concrete pavement system using steel dowel bars as a mechanism to transmit load across the expansion joints. Experimentally, four models of the jointed plain concrete pavement system were made, each model consists of two slabs of plain concrete that connected together across expansion by two dowel bars and the concrete slab were supported by the subgrade soil. Two variables were dealt with, the first is diameter of dowel bar (12, 16 and 20 mm) and the second is type of the subgrade soil, two types of soil were used which classified according to the (AASHTO): Type I (A-6) and type II (A-7-6). Experimental results showed that increasing dowel bar diameter from 12 mm to 20 mm has a little effect on load-deflection behavior of the tested specimens with only 5% increase in failure load. This may be attributed to that the failure (caused by flexural crack) depends mainly on concrete strength. Results also showed that decreasing CBR value of subgrade soil from 7% to 5% decreases failure load by about 33%.تتناول هذه الدراسة سلوك الحمل- الهطول في مفاصل التمدد للتبليط الخرساني غير المسلح باستخدام قضبان الحديد كآلية لنقل الحمل عبر مفاصل التمدد. عملياَ, تم أنشاء اربع موديلات لنظام التبليط الخرساني المحلي كل موديل يتكون من بلاطتين من الخرسانة المحلية كل بلاطة بطول (600 ملم) وعرض (600 ملم) وسمك (125 ملم) ويتم ربط البلاطتين عبر مفصل تمدد عرضه (10 ملم ) بوساطة اثنين من قضبان الحديد الاملس (Dowel Bars) ويستند الموديل الخرساني على مكون بذلك موديل لنظام التبليط الجاسئ المحلي, مختبرياَ تم تناول متغيرين , المتغير الاول قطر قضبان الحديد الاملس (Dowel Bars) ولثلاث قياسات ( 20, 16, 12ملم) والمتغير الثاني نوع التربة وهما نوعان بحسب تصنيف (AASHTO): النوع الاول (A-6) والنوع الثاني (A-7-5). وأظهرت النتائج التجريبية أن زيادة القطر الحديد الاملس (Dowel bar) من 12 ملم الى 20 ملم له تأثير قليل على سلوك الحمل-الهطول حيث لوحظ من نتائج تحليل العينات زيادة 5٪ فقط في حمل الفشل. ويمكن أن يعزى هذا إلى أن الفشل ناجم عن (flexural crack) يعتمد بشكل رئيس على قوة مقاومة الخرسانة. وأظهرت النتائج أيضا أن نقصان قيمة CBR للتربة التحتية من 7٪ إلى 5٪ يؤدي الى نقصان حمل الفشل بنحو 33٪.


Article
Recovery of Aluminum from Industrial Waste (Slag) by Melting and Electrorefining Processes
استرجاع الألمنيوم من المخلفات الصناعية )الخبث) بواسطة عملية الصهر وعملية التنقية

Loading...
Loading...
Abstract

Slag of aluminum is a residue which results during the melting process of primary and secondary aluminum production. Salt slag of aluminum is hazardous solid waste according to the European Catalogue for Hazardous Wastes. Hence, recovery of aluminum not only saves the environment, but also has advantages of financial and economic returns. In this research, aluminum was recovered and purified from the industrial wastes generated as waste from both of State Company for Electrical and Electronic Industries (Baghdad/AlWaziriya) and General Company for Mechanical Industries (Babylon/-Al-Escandria). It was found that these wastes contain tiny proportions of other elements such as iron, copper, nickel, titanium, lead, and potassium. Wastes were recovered for green sustainability, saving energy and cost effectiveness. The method applied for recovering aluminum was pyro-metallurgical method by smelting and refining. X-Ray fluorescence spectroscopy and X- Ray diffraction techniques of the slag sample were used to determine the chemical analysis and phases, respectively. Melting experiments were conducted by using different types of fluxes (KAlF4, NaCl, KCl and AlCl3) at different percentages (0, 5, 10 %) and different melting temperatures (700, 750, 800oC). Design of Experiment (DOE) by Taguchi method, orthogonal array L9, was used in melting experiments. Melting efficiency of aluminum was equal to 84.7%. Electro-refining of aluminum was done by using anhydrous aluminum chloride and NaCl as ionic liquids at low temperature 100 ◦C in electro-refining method producing aluminum of 99% purity. خبث الألومنيوم هو البقايا التي تنتج أثناء عملية الصهر لإنتاج الألمنيوم الأولي والثانوي. يعتبر خبث الألومنيوم من المخلفات الصلبة الخطرة حسب البيان الأوروبي للنفايات الخطرة. وبالتالي، استرجاع الألومنيوم من الخبث ليس فقط لحماية البيئة، ولكن أيضا له فوائد اخرى من الناحية المالية والاقتصادية. في هذا البحث تمت عملية استرجاع وتنقية الألمنيوم من المخلفات الصناعية الناتجة عن مخلفات صناعية للشركة العامة للصناعات الكهربائية والالكترونية/ الوزيرية ومخلفات الشركة العامة للصناعات الميكانيكية / الإسكندرية. حيث تحتوي المخلفات بالاضافة الى الالمنيوم على نسب من عناصر أخرى مثل الحديد، النحاس، النيكل، التيتانيوم، الرصاص، والبوتاسيوم. حيث يتم استرجاع الالمنيوم للمحافظة على البيئة، وتوفير الطاقة والكلفة الاقتصادية. وكانت الطريقة المطبقة لاسترجاع الألمنيوم بالطريقة الحرارية عن طريق الصهر والتنقية. واستخدمت تقنيات التحليل الطيفي وتقنيات انعراج الأشعة السينية لعينة الخبث في أيجاد التحليل الكيميائي ومعرفة الاطوار. أجريت تجارب الصهر باستخدام أنواع مختلفة من مزيلات الخبث (, KAlF4 NaCl , KCl , AlCl3) و بنسب مختلفة (0، 5، 10) ودرجات حرارة انصهار مختلفة (700، 750، 800 سيليزية ). تم استخدام تصميم التجارب بطريقة تاغوتشي L9، في تجارب الصهر. وكانت كفاءة عملية صهر الألمنيوم 84.7 ٪. وقد تمت عملية التحليل الكهربائي للألمنيوم بأستخدام كلوريد الألومنيوم اللامائي و كلوريد الصوديوم كسوائل أيونية عند درجة حرارة منخفضة 100 سيليزية ، في طريقة التحليل الكهربائي تم الحصول على الألومنيوم بنقاوة 99٪.


Article
Effect of Carburization Parameters on Hardness of Carburized Steel Using MOORA Approach
دراسة تأثير الكربنة على صلادة الفولاذ المكربن بأستخدام طريقة مورا

Loading...
Loading...
Abstract

In this research, (MOORA) approach based– Taguchi design was used to convert the multi-performance problem into a single-performance problem for nine experiments which built (Taguchi (L9) orthogonal array) for carburization operation. The main variables that had a great effect on carburizing operation are carburization temperature (oC), carburization time (hrs.) and tempering temperature (oC). This study was also focused on calculating the amount of carbon penetration, the value of hardness and optimal values obtained during the optimization by Taguchi approach and MOORA method for multiple parameters. In this study, the carburization process was done in temperature between (850 to 950 ᵒC) for 2 to 6 hours. Quenching was done for the specimens after heat treatments in furnace chamber by using different quench solutions, water, salt and polyvinyl alcohol. Analysis of variances - (ANOVA) were performed for nine experiments in order to optimize the problem that was associated with multiple criteria (parameter) to achieve maximum hardness and depth penetration. The program results showed that the optimum conditions are carburization temperature (950 oC), carburization time (2 hrs.), tempering temperature (200oC), tempering time (10 hrs.), and activator (10 wt. %). Furthermore, the best quenching media was the polyvinyl alcohol.في هذا البحث تم أستخدام منهج (مورا) – تصميم تاكوجي في تحويل مشكلة متعددة الاداء الى مشكلة واحدة الاداء لتسعة تجارب والتي تستخدم في (تاكوجي (L9) المصفوفة المتعامدة) لعملية الكربنة. المتغيرات الاساسية كان لها تاثير كبير على عملية الكربنة و درجة حرارة الكربنة ( س˚)، ووقت الكربنة (ساعات). ودرجة حرارة التلدين (س˚). وركزت ايضا على حساب كمية عمق الكربون, وقيمة الصلادة وتم الحصول على القيم المثلى من خلال نهج (تاكوجي) و (مورا) لمعطيات متعددة. في هذة الدراسة, تم اجراء عملية الكربنة في درجة حرارة بين (850 الى 950 درجة مئوية) لمدة (2 الى 6 ساعات). التقسية حصلت للعينات بعد المعاملة الحرارية في الفرن بوساطة محاليل تقسية مختلفة (الماء والملح والبوليمر). تم ادخال نتائج التجارب في برنامج (انوفا لتحليل الفروق) من اجل تحسين المشكلة التي تربط معاير متعددة (المعطيات) لتحقيق اقصى قدر من الصلادة وعمق الاختراق. واظهرت نتائج البرنامج أن الظروف المثلى هي درجة حرارة الكربنة (950 درجة مئوية), زمن الكربنة (ساعتان)، درجة حرارة التلدين (200 درجة مئوية)، درجة الحرارة (10 ساعات)، المنشط (10% بالوزن) وافضل وسائل التبريد كانت وسائل التبريد بالبوليمر.

Keywords

ANOVA --- Carburizing --- hardness --- MOORA --- optimization --- Taguchi.


Article
Studying the Mechanical Properties of Denture Base Materials Fabricated from Polymer Composite Materials
دراسة الخصائص الميكانيكية لمادة قاعدة طقم الأسنان مصنعة من مواد متراكبة بوليمرية

Loading...
Loading...
Abstract

In this research, the effect of adding two different types of reinforcing particles was investigated, which included: nano-zirconia (nano-ZrO2) particles and micro-lignin particles that were added with different volume fractions of 0.5%, 1%, 1.5% and 2% on the mechanical properties of polymer composite materials. They were prepared in this research, as a complete prosthesis and partial denture base materials was prepared, by using cold cure poly methyl methacrylate (PMMA) resin matrix. The composite specimens in this research consist of two groups according to the types of reinforced particles, were prepared by using casting methods, type (Hand Lay-Up) method. The first group consists of PMMA resin reinforced by (nano-ZrO2) particles, while the second group consists of PMMA resin reinforced by (micro-lignin) particles. The mechanical tests performed in this research includedtensile test, compression test, impact test and hardness test. The results of this study showed that the values of tensile modulus of elasticity, compressive strength and hardness properties increased with increasing the volume fraction of these particles in PMMA composite materials. While, the values of tensile strength, elongation and impact strength properties decreased. Also, the addition of (nano-ZrO2) particles showed greater effect than that of (micro-lignin) particles in some properties of PMMA composite materials for prosthesis denture base materials specimens, while they have lower effect for the other properties. في هذا البحث تم التقصي عن تاثير اضافة نوعين مختلفين من دقائق التقوية تضمنت دقائق الزركونيا النانوية ودقائق اللكنين المايكروية والتي تمت اضافتهما بكسور حجمية مختلفة هي (0.5 %, 1 %، 1.5 %, و 2 %)، على بعض الخواص الميكانيكية للمواد المتراكبة البوليمرية المحضرة في هذا البحث بوصفها مادة لقاعدة طقم الاسنان الأصطناعية الكاملة او الجزئية, وذلك باستخدام راتنج البولي مثيل ميثا اكريليت المعالج ذاتياً بوصفها مادة أساساَ. وقد تم تحضير عينات المواد المتراكبة باستخدام طرائق السباكة, وقد استخدمت طريقة (الصب اليدوي) على شكل مجموعتين هما : المجموعة الاولى تضم راتنج البولي مثيل ميثا اكريليت مقواة بدقائق الزركونيا النانوية، وا الثانية تضم راتنج البولي مثيل ميثا اكريليت مقواة بدقائق اللكنين المايكروية وتضمنت الاختبارات الميكانيكية التي تم اجرائها في هذا البحث فحوصات الشد و الانضغاط، الصدمة، والصلادة. وقد أظهرت نتائج هذه الدراسة بان قيم خواص (معامل مرونة الشد, مقاومة الانضغاط والصلادة) ازدادت مع زيادة الكسر الحجمي لهذه دقائق في المواد المتراكبة البوليمرية. بينما قلت قيم خواص (مقاومة الشد و الاستطالة ومقاومة الصدمة). كذلك ان دقائق الزركونيا النانوية تمتلك تاثيراَ اكبر من دقائق اللكنين المايكروية على بعض خواص المواد المتراكبة البوليمرية لعينات مادة قاعدة طقم الاسنان الأصطناعية بينما تمتلك تاثيراَ اقل على الخواص الاخرى لهذه المادة.

Keywords


Article
Study the Effect of Cutting Parameters on Temperature Distribution and Tool Life During Turning Stainless Steel 316L
دراسة تاثير معاملات التشغيل على توزيع درجة الحرارة وعمر الاداة اثناء تشغيل الفولاذ المقاوم للصدأ316L

Loading...
Loading...
Abstract

This paper is focused on studying the effect of cutting parameters (spindle speed, feed and depth of cut) on the response (temperature and tool life) during turning process. The inserts used in this study are carbide inserts coated with TiAlN (Titanum, Aluminium and Nitride) for machining a shaft of stainless steel 316L. Finite difference method was used to find the temperature distribution. The experimental results were done using infrared camera while the simulation process was performed using Matlab software package. The results showed that the maximum difference between the experimental and simulation results was equal to 19.3 ℉, so, a good agreement between the experimental and simulation results was achieved. Tool life was decreased when spindle speed and feed were increased. يرتكز هذا البحث على دراسة تاثير معاملات التشغيل مثل (سرعة الدوران و التغذية و عمق القطع) على الاستجابة (درجة الحرارة) ( عمر الاداة) اثناء عملية الخراطة. اللقمة المستخدمة هي لقمة كاربيدية مصبوغة بـ Titanum Aluminum Nitride)) (TiAlN) لتشغيل عمود الفولاذ المقاوم للصدأ 316 L. طريقة الفرق المحدد استخدمت لايجاد التوزيع الحراري. النتائج التجريبية تمت بااستخدام كاميرا الاشعه تحت الحمراء وعملية المحاكاة تمت بااستخدام برنامج ماتلاب. النتائج بينت ان اعظم فرق بين النتائج التجريبية والمحاكاة هي (19.3℉) . لذلك اظهرت توافقاً جيداً بين النتائج التجريبية والمحاكاة. عمر الاداة تقل بزيادة سرعة القطع والتغذية.


Article
Investigation of CNC Milling Machining Parameters on Surface Roughness
تأثير متغيرات التشغيل في مكائن التفريز المبرمجة على الخشونة السطحية

Loading...
Loading...
Abstract

Milling Machining is a widely accepted nontraditional machining technique used to produce parts with complex shapes and configurations. The material is removed in two stages roughing and finishing, the flat end cutter removed the unwanted part of material, then finished by end mill cutter. In milling technique, the role of machining factors such as cutting depth, spindle speed and feed has been studied using Taguchi technique to find its effectiveness on surface roughness. Practical procedure is done by Taguchi Standard matrix. CNC milling is the most conventional process which is used for removing of material from workpiece to perform the needed shapes. The results and relations indicate that the rate of feed is very important factor for modeling surface roughness. The plot of S/N ratio shows that the optimum combination of the milling factors that gives the best value of surface accuracy. The best combination of milling factors has also been predicted to minimize the surface roughness.مكائن التفريز هو أكثر تقنية مقبولة للقطع التقليدي المستخدمة لإنتاج أجزاء لأشكال معقدة. ازالة المادة تتم على مرحلتين القطع الخشن والانهاء السطحي، القطع الخشن يتم استخدام عدة قطع ذونهاية مسطحة وإزالة الجزء المطلوب من العينة، ثم في الانهاء السطحي يتم استخدام عدة قطع ذو نهاية مستديرة. في هذا البحث، تم دراسة تأثير عوامل التشغيل مثل عمق القطع وسرعة القطع والتغذية باستخدام تقنية تاكوشي لإيجاد افضل قيم للخشونة السطحية. يتم تحديد الجزء العملي من قبل مصفوفة تاكوشي القياسية. التفريز بالمكائن المبرمجة هو العمليات الأكثر تقليدية التي تستخدم لإزالة المعدن من المشغولة لانتاج الأشكال المطلوبة. النتائج والعلاقات تشير إلى أن معدل التغذية هو عامل مهم جدا للتأثير على خشونة السطح. وتظهر نسبة الاشارة للخشونة الى معدل الخطأ تعطي الأمثل بين عوامل القطع التي تعطي أفضل قيمة لدقة السطح. كما تم توقع أفضل عوامل التي تعطي افضل خشونة سطحية.


Article
Modified Elman Neural-PID Controller Design for DC-DC Buck Converter System Based on Dolphin Echolocation Optimization
تصميم مسيطر تناسبي تكاملي تفاضلي عصبي ايلمن المعدل لنظام محول خافض التيار المستمر مبنيا على أساس أمثلية الدولفين لتحديد الموقع بالصدى

Loading...
Loading...
Abstract

This paper describes a new proposed structure of the Proportional Integral Derivative (PID) controller based on modified Elman neural network for the DC-DC buck converter system which is used in battery operation of the portable devices. The Dolphin Echolocation Optimization (DEO) algorithm is considered as a perfect on-line tuning technique therefore, it was used for tuning and obtaining the parameters of the modified Elman neural-PID controller to avoid the local minimum problem during learning the proposed controller. Simulation results show that the best weight parameters of the proposed controller, which are taken from the DEO, lead to find the best action and unsaturated state that will stabilize the Buck converter system performance and achieve the desired output. In addition, there is a minimization for the tracking voltage error to zero value of the Buck converter output, especially when changing a load resistance by 10%. إن هذا البحث يصف مقترح جديد لهيكلية المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي بالاعتماد على الشبكة العصبية المعدلة ايلمن لنظام المحول الخافض التيار المستمر والذي يستخدم في عمل البطارية للأجهزة المتنقلة. إن الخوارزمية الدولفين الامثلية لتحديد الموقع بالصدى تعتبر تقنية مضبوطة للتنغيم بشكل حي ومتصل لذلك تم استخدامها لتنغيم والحصول على عناصر المسيطر التناسبي التكاملي التفاضلي العصبي ايلمن المعدل بدون الوقوع في النهائيات الصغرى المحلية أثناء تعليم المسيطر المقترح. إن نتائج المحاكاة أظهرت ان أفضل عناصر للمسيطر المقترح تم أخذها من خوارزمية الدولفين التي قادت إلى إيجاد أفضل فعل وبدون حالة الإشباع وان هذا الفعل أدى إلى استقرار أداء النظام المحول الخافض للتيار المستمر وتحقيق الإخراج المرغوب. إضافة إلى ذلك، هنالك تقليل لتتابع خطأ إخراج فولتية الى قيمة الصفر لنظام المحول الخافض للتيار المستمر خصوصا عند تغيير ممانعة الحمل ب 10%.


Article
Performance Augmenting of a Vertical Axis Wind Turbine using Adaptable Convergent Ducting System
تعزيز أداء التوربين الريحي عمودي محور الادارة باستخدام منظومة معبر هواء تقاربي

Loading...
Loading...
Abstract

Developments are carried out to enhance the performance of vertical axis wind turbines (VAWT). This paper studies the performance of the ducted wind turbine with convergent duct (DAWT). Basically, the duct technique is utilized to provide the desired wind velocity facing the turbine. Methodology was developed to estimate the decisive performance parameter and to present the effect of the convergent duct with different inlet angles. The ducted wind turbine was analyzed and simulated using MATLAB software and numerically using ANSYS-Fluent 17.2. Result of both approaches were presented and showed good closeness for the two cases of covering angles 12° and 20°, respectively. Results also showed that the convergent duct with an inlet angle 12° and 20° improved the coefficient of performance at a specified tip speed ratio by 25.8% and 33.33% respectively in the productivity of wind turbine. أجريت دراسات عديدة لتحسين اداء التوربين الريحي العمودي. تناول هذا البحث دراسة تحسين اداء التوربين الريحي عمودي محور الادارة باستخدام معبر هوائي تقاربي. تم تطويع منهجية رياضية تحليلية وعددية باستخدام ANSYS 17.2 لتمكين حساب معامل القدرة والعزم والمتغيرات الحاكمة الاخرى باستخدام زاويتين لمعبر الهواء وبواقع 12ه و 20ه . ان استخدام المعبر بالزاويتين المذكورتين آنفا حقق زيادة في معامل القدرة بواقع 25.8% و 33.33% على التوالي. تم تمثيل تصرف الجريان وحساب معامل القدرة من الحل العددي ومقارنته بنتائج الحل التحليلي واظرهت تطابقا جيدا.


Article
Bone Defect Animal Model for Hybrid Polymer Matrix Nano Composite as Bone Substitute Biomaterials
دراسة معالجة الفشل في العظام باستخدام مادة مركبة متعددة ذات اساس من البوليمر باستخدام نموذج حيواني

Loading...
Loading...
Abstract

Addition of bioactive materials such as Titanium oxide (TiO2), and incorporation of bio inert ceramic such as alumina (Al2O3), into polyetheretherketone (PEEK) has been adopted as an effective approach to improve bone-implant interfaces. In this paper, hot pressing technique has been adopted as a production method. This technique gave a homogenous distribution of the additive materials in the proposed composite biomaterial. Different compositions and compounding temperatures have been applied to all samples. Mechanical properties and animal model have been studied in all different production conditions. The results of these new TiO2/Al2O3/PEEK biocomposites with different compositions were promising, mechanical properties within the range of human cortical bone, suitable for load bearing applications. At the same time, in vivo test shows no inflammation reaction with implanted samples. Sustained viability in contact with the sample over seven-day period, showed evidence of excellent biocompatibility in injured rejoins.ان اضافة مواد فعالة حيويا وكذلك خاملة حيويا الى المادة البوليميرية بولي ايثرايثركيتون يعد مسلكاً تكنولوجياٌ فعالاً لتحسين التكامل الخلوي بين الانسجة الحية والمواد الحيوية المزروعة في الجسم. في هذا البحث تم استخدام تقنية الكبس على الساخن لانتاج النماذج والتي اعطت توزيعاً متجانساً للمواد المضافة في المادة المركبة . تم استخدام تراكيب مختلفة ودرجات حرارة كبس مختلفة للحصول على النماذج من المادة المركبة موضوعة البحث كما تم اجراء الزراعه الحيوية للنماذج في نموذج حيواني للحصول على السلوك البايولوجي للمادة المقترحة. اظهرت النتائج للخواص الميكانيكية انها تحاكي الخواص الميكانيكية للعظم الطبيعي كما ان الدراسة البايولوجية للنماذج بينت ان هذه المادة المركبة مناسبة للاستخدام ولم تسبب اي سلوك التهابي فضلاً عن توفيرها سطوح جيدة للبناء الخلوي مع العظم الطبيعي في منطقة الاصابة مما يؤكد التوافقية البايولوجية الجيدة للمادة المقترحة مع الجسم.

Table of content: volume:14 issue:3