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:4

Article
Experimental and Finite Elements Analysis Study of Warming Effect on Deboned Force for Embedded NiTinol Wire into Linear Low Density Polyethylene
دراسة عملية وتحليل العناصر المحددة لتاثير التسخين على قوة الانسلاخ لسلك النيتينول مغمور داخل بولي اثيلين خطي منخفض الكثافة

Loading...
Loading...
Abstract

This study presents the debonding propagation in single NiTi wire shape memory alloy into linear low-density polyethylene matrix composite the study of using the pull-out test. The aim of this study is to investigate the pull-out tests to check the interfacial strength of the polymer composite in two cases, with activation NiTinol wire and without activation. In this study, shape memory alloy NiTinol wire 2 mm diameter and linear fully annealed straight shape were used. The study involved experimental and finite element analysis and eventually comparison between them. This pull-out test is considered a substantial test because its results have a relation with behavior of smart composite materials. The pull-out test was carried out by a universal tensile test machine type (Laryee), load capacity (50 kN), and a test speed of 1mm/min. The finite elements modeling was performed by ANSYS V.15. The results of pull-out test showed that in the activation of NiTinol wire embedded in host matrix linear low-density polyethylene (LLDPE), the deboned force was about 74 N, but for the case without activation, it was about 106 N. Deboned shear stress for the case with activation was about 0.73 MPa, but for the case of without activation, it was about 1.05 MPa. ANSYS result for deboned shear stress in case with activation was about 0.8 MPa. As for the case of without activation, deboned shear stress was about 0.99 MPa. The activation of the ratio of deboned shear stress and deboned force decreased by 30.47% and 30.13%, respectively. The error ratio between experimental and ANSYS results was equal to 8% for the case with activation and 5.7% for the case without activation. هذا البحث يقدم دراسة نشوء الانسلاخ لسلك نيتينول مفرد سبيكة ذاكرة الشكل داخل بولي اثيلين خطي منخفض الكثافة مصفوفة مركبة دراسة باستخدام فحص السحب. الهدف من هذا البحث دراسة فحص السحب لتحقق من قوة التداخل لمركب بوليميري في حالتين, مع تنشيط سلك النيتينول وبدون تنشيط . في هذا البحث سيكة ذاكرة الشكل سلك نيتينول قطر 2 مليمتر شكل مستقيم كامل التصليب قد استخدم. الدراسة شملت العملي وتحليل العناصر المحددة واخيرا المقارنة بينهم. يعد فحص السحب فحصاً اساسياً بسبب نتائجه لها علاقة بسلوك المواد المركبة الذكية. فحص السحب قد نفذه بواسطة آلة اختبار الشد العالمي نوع (لاري) , ذو سعة حمل 50 كيلو نيوتن, سرعة الفحص 1 ملم/دقيقة قد استخدمت. نفذت نمذجة العناصرالمحدد بوساطة انسيز الاصدار 15. نتائج فحص السحب اثبتت عند تنشيط سلك النيتينول المغمورداخل مصفوفة المضيف بولي اثيلين خطي منخفض الكثافة, قوة الانسلاخ حوالي 74 نيوتن, لكن في حالة بدون تنشيط حوالي 106 نيوتن. اجهاد قص الانسلاخ في التنشيط حوالي 0.73 ميكا باسكال, لكن بدون تنشيط حوالي 0.99 ميكا باسكال. خلال التنشيط النسبة لاجهاد قص الانسلاخ تقل بي 30.47% و 30.13%, على التوالي. نسبة الخطأ بين النتائج العملية والانسزز 8% في حالة التنشيط و 5.7% في حالة بدون تنشيط.


Article
Crack Growth Behavior through Wall Pipes under Impact Load and Hygrothremal Environment
نمو الصدوع وتصرفها خلال جدران الانابيب المعرضة لأحمال صدمية ومحيط حار ورطب

Loading...
Loading...
Abstract

This research concerns study the crack growth in the wall of pipes made of low carbon steel under the impact load and using the effect of hygrothermal (rate of moisture 50% and 50℃ temperature). The environmental conditions were controlled using high accuracy digital control with sensors. The pipe have a crack already. The test was performed and on two type of specimens, one have length of 100cm and other have length 50cm. The results were, when the humidity was applied to the pipe, the crack would enhance to growth (i.e. the number of cycles needed to growth the crack will reduce). In addition, when the temperature was increase the number of cycles needed to growth the crack are reduced because the effect of heat on the mechanical properties of the material. In addition, when the test performed on the specimens of length 50cm the number of cycles needed to growth the crack is increase because the effect of bending stress on the pipes.يتناول هذا البحث دراسة نمو الصدع في جدار الانابيب المصنوعة من الفولاذ منخفض الكربون تحت تأثير حمل الصدمة واستخدام تأثير الحرارة (50 درجة مئوية) والرطوبة بنسبة (50%). تم التحكم في الظروف البيئية باستخدام جهاز تحكم عالي الدقة مع أجهزة الاستشعار. الانابيب تحتوي على صدع مسبق، واجري الاختبار على نوعين من النماذج أحدها ذو طول 100سم والأخر ذو طول 50سم. عند اجراء الاختبار فأن النتائج كانت، عند تطبيق الرطوبة فأن عدد الدورات اللازمة لنمو الصدع سوف تقل. كذلك عند تطبيق الحرارة فأن عدد الدورات اللازم لنمو الشق سوف يقل بسبب تأثير درجة الحرارة على الخواص الميكانيكية للمعدن فضلا عن ذلك فعند اجراء الاختبار على النماذج ذات الطول 50سم فأن عدد الدورات اللازم لنمو الشق سوف يزداد نتيجة لتأثير اجهاد الانحناء على الانابيب .


Article
Study the Effect of Different Percentages of Natural (Orange Peels and Date Seeds) and Industrial Materials (Carbon and Silica) on the Mechanical and Thermal Properties of Polymeric Reinforced Composites
دراسة تاثير اضافة المواد الطبيعية (نوى التمر وقشور البرتقال) والصناعية (الكاربون والسليكا) على الخواص الميكانيكية والحرارية للمواد المركبة البولمرية

Loading...
Loading...
Abstract

Mechanical and thermal properties of composites, consisted of unsaturated polyester resin, reinforced by different kinds of natural materials (Orange peels and Date seeds) and industrial materials (carbon and silica) with particle size 98 µm were studied. Various weight ratios, 5, 10, and 15 wt. % of natural and industrial materials have been infused into polyester. Tensile, three-point bending and thermal conductivity tests were conducted for the unfilled polyester, natural and industrial composite to identify the weight ratio effect on the properties of materials. The results indicated that when the weight ratio for polyester with date seeds increased from 10% to 15%, the maximum Young’s modulus decreased by 54%. When the weight ratio was 5%, the maximum Young’s modulus, yield stress and ultimate tensile stress occurred in the polyester with date seeds. The results of tensile and flexural tests showed that the natural composite material has a higher strength than the industrial material. While the results of flexural tests manifested that the maximum improvement in the flexural strength is obtained for orange peels at 5 wt. %, where the maximum increasing percentage is 153.4% than pure polyester. The thermal conductivity of orange peels decreased to the half value when the weight ratio increased from 10% to 15%. The thermal conductivity for polyester with orange peels was greater than the thermal conductivity of polyester with date seeds with maximum percentage occurred at weight ratio 10% is 14.4%, but the thermal conductivity of the industrial composite material was higher than the natural composite material. Finally, the date seeds composite was a good insulator and it had a reduced heat transfer rate in comparison to the rest of the samples, also the maximum variation of temperature with time occurred in date seeds composite. تم دراسة الخصائص الميكانيكية والحرارية للمواد المركبة التي تتكون من بولي استر غير مشبع المقواة بأنواع مختلفة من المواد الطبيعية (قشر البرتقال ونوى التمر) والمواد الصناعية (الكربون والسيليكا) مع حجم حبيبي 98 ميكرون. تم اخذ قيم متلفة من النسب الوزنية، %5و %10و 15%. وقد تم اضافة مواد صناعية ومواد طبيعية الى البولي استر. وقد تم أجراء اختبارات الشد و الانحناء والتوصيل الحراري للبولي استر والمواد المركبة الطبيعية والصناعية لتحديد تأثير النسبة الوزنية على خصائص المواد. وأظهرت النتائج أنه عندما زادت نسبة الوزن للبوليستر مع نوى التمر من 10٪ إلى 15٪، انخفض معامل المرونة بنسبة 54٪. عندما تكون النسبة الوزنية لنوى التمر5٪ الحد الأقصى لمعامل المرونة والإجهاد الخضوع والإجهاد الكسر. وأظهرت نتائج اختبارات الشد واالانحناء أن المواد المركبة الطبيعية لها قوة أعلى من المادة الصناعية. في حين أظهرت نتائج اختبارات الانحناء أن الحد الأقصى من التحسن في قوة الانحناء يتم الحصول عليه لقشور البرتقال بنسبة 5٪ ، حيث الحد الأقصى لزيادة هي 153.4٪ بالمقارنة مع البوليستر النقي. وانخفضت الموصلية الحرارية من قشور البرتقال إلى قيمة النصف عندما زادت النسبة الوزنية من 10٪ إلى 15٪. الموصلية الحرارية للبوليستر مع قشور البرتقال أكبر من الموصلية الحرارية من البوليستر مع نوى التمر. وكانت النسبة المئوية القصوى عند النسبة الوزنية 10٪ هي 14.4٪ ولكن التوصيل الحراري للمواد المركبة الصناعية اعلى من المواد المركبة الطبيعية. وأخيرا، فإن المركب نوى التمر هو عازل جيد وله معدل نقل حراري منخفض بالمقارنة مع بقية العينات، وكذلك الاختلاف الأقصى لدرجات الحرارة مع مرور الوقت في مركب نوى التمر.


Article
Enhancement of Hybrid Solar Air Conditioning System using a New Control Strategy
تحسين الاداء لنظام التبريد الشمسي الهجين باستخدام ستراتيجية سيطرة جديدة

Loading...
Loading...
Abstract

Enhancement of the performance for hybrid solar air conditioning system was presented in this paper. The refrigerant temperature leaving the condenser was controlled using three-way valve, this valve was installed after the compressor to regulate refrigerant flow rate towards the solar system. A control system using data logger, sensors and computer was proposed to set the opening valve ratio. The function of control program using LabVIEW software is to obtain a minimum refrigerant temperature from the condenser outlet to enhance the overall COP of the unit by increasing the degree of subcooled refrigerant. A variable load electrical heater with coiled pipe was used instead of the solar collector and the storage tank to simulate the solar radiation. Experimental data was measured to study the performance of the system. The proposed system was compared with the conventional one. Results show that the COP of the proposed system was higher than the COP of the conventional system by 10 %. In addition, the controlled system saved an electricity of 11.2 %. The optimum opening valve ratio fluctuated between 0.3 and 0.4 when the heater power was 500 W.في هذا البحث تم دراسة تحسين الاداء لنظام التبريد الشمسي الهجين ، حيث تم نصب صمام تحكم ثلاثي بعد الضاغط مباشرة لغرض التحكم في درجة حرارة مائع التبريد الخارج من المكثف عن طريق تنظيم معدل تدفقه ، تم استخدام نظام سيطرة مع قارئ بيانات ومتحسسات وجهاز حاسوب للتحكم في نسبة فتحة الصمام ، تم استخدام برنامج LabVIEW للحصول على اقل درجة حرارة للمائع الخارج من المكثف وذلك لتحسين معامل الاداء الكلي للمنظومة من خلال زيادة درجة التبريد المفرط للمائع. تم استخدام سخان كهربائي متغير السعة مع انبوب ملف بدلا من المجمع الشمسي والخزان لمحاكاة الاشعاع الشمسي. تم قياس عدد كبير من البيانات لغرض دراسة اداء النظام ، تم مقارنة النظام المقترح مع النظام التقليدي وقد بينت النتائج أن معامل الاداء للنظام المقترح اعلى من النظام التقليدي بنسبة 10% ، ويرشد طاقة كهربائية بنسبة 11.2 % . وقد تراوحت نسبة فتحة الصمام ما بين 0.3 و 0.4 عندما كانت سعة قدرة السخان حوالي 500 واط.


Article
Vibration Analysis of Cross-Ply Plates Under Initial Stress Using Refined Theory
تحليل الاهتزازات تحت تاثير الاجهاد الاولي باستخدام نظرية اللوحة المكررة

Loading...
Loading...
Abstract

Natural frequency under initial stresses for simply supported cross-ply composite laminated plates (E glass- fiber) are obtained using Refind theory (RPT). This theory accounts for parabolic distribution of the transverse shear strain through the plate thickness and satisfies the zero traction boundary conditions on the surfaces of the plate without using shear correction factors. The governing equations for Eigen value problem under initial stress are derived using Hamilton’s principle and solved using Navier solution for simply supported cross-ply symmetric and antisymmetric laminated plates. The effect of many design factors such as modulus ratio, thickness ratio and number of laminates on the Natural frequency and buckling stresses of orthotropic plates are studied. The results are compared with other researcher.يتم الحصول على التردد الطبيعي تحت الضغوط الأولية للحصول على صفائح الرقائق المتقاطعة للـ (simply supported) باستخدام نظرية (Refind plate)هذه النظرية مسؤولة عن التوزيع المكافئ لسلالة القص المستعرض عن طريق سماكة اللوح وتلبي الشروط الحدودية للجر صفر على أسطح الصفيحة دون استخدام عوامل تصحيح القص. يتم اشتقاق المعادلات الحاكمة لمشكلة قيمة Eigen تحت الإجهاد الأولي باستخدام مبدأ هاملتون ويتم حلها باستخدام حل (Navier ) للألواح الطبقية المتناظرة المتماثلة وغير المتماثلة للـ (Simply supported). تم دراسة تأثير العديد من عوامل التصميم مثل نسبة المعامل (E1 / E2) ونسبة السمك ( (a / h وعدد الصفائح ( (N على التردد الطبيعي والضغط على الألواح المحبوسة. تتم مقارنة النتائج مع باحثين اخرين.


Article
The Influence of Alkaline Treatment of Recycled Natural Materials on the Properties of Epoxy Resin Composites
تأثير المعاملة القاعدية للمواد الطبيعية المعادة على خواص متراكبات راتنجات الايبوكسي

Loading...
Loading...
Abstract

Natural fibers and particles reinforced composites are being broadly used due to their bio and specific properties such as low density and easy to machine and production with low cost. In this work, water absorption and mechanical properties such as tensile strength, flexural strength and impact strength of recycled jute fibers reinforced epoxy resin were enhanced by treating these fibers with alkaline solution. The recycled jute fibers were treated with different concentration of (NaOH) solution at (25 0C) for a period of (24) hours. From the obtained results, it was found that all these properties are improved when fibers treated with (7.5wt% NaOH) related to untreated fibers. Conversely, the mentioned properties of composites decreased after fibers treated with (10wt% NaOH). In addition, the hybrid composite with recycled jute fibers and recycled walnut shell powder showed obvious enhancement in the above-mentioned properties.المواد المتراكبة المقواة بالألياف والدقائق الطبيعية تستخدم بشكل واسع بسبب خواصها الحيوية والنوعية مثل الكثافة المنخفضة وسهولة التشغيل والإنتاج مع الكلفة المنخفضة. في هذا العمل، قابلية امتصاص الماء والخواص الميكانيكية مثل مقاومة الشد، مقاومة الانحناء ومقاومة الصدمة لراتنج الايبوكسي المقوى بألياف الجوت المعادة تتحسن عندما يتم معاملة هذه الالياف بمحلول قاعدي. حيث تم معاملة الياف الجوت المعادة بتراكيز مختلفة من محلول هيدروكسيد الصوديوم بدرجة حرارة (25) مئوية لمدة (24) ساعة. من خلال النتائج التي تم الحصول عليها وجد ان كل هذه الخواص تتحسن بصورة ملحوظة عند معاملة هذه الالياف ب (%7,5 من هيدروكسيد الصوديوم) نسبة للألياف غير المعاملة. على العكس من ذلك، وجد ان الخواص المذكورة تتناقص عندما يتم معاملة الالياف بـ (10% من هيدروكسيد الصوديوم)، فضلا عن ذلك ان المواد المتراكبة الهجينة المقواة بألياف الجوت المعادة ومسحوق قشور الجوز المعادة اظهرت تحسناً واضحاً في الخواص المذكورة أعلاه.


Article
Design and Implementation of an Automatic Control for Two Axis Tracking System for Applications of Concentrated Solar Thermal Power
تَصميم وتنفيذ تَحكّم آلي لمنظومة تَتبع ذاتُ محورين لتطبيقات الطاقة الحرارية الشمسية المُرَّكزة

Loading...
Loading...
Abstract

The present work presents design and implementation of an automated two-axis solar tracking system using local materials with minimum cost, light weight and reliable structure. The tracking system consists of two parts, mechanical units (fixed and moving parts) and control units (four LDR sensors and Arduino UNO microcontroller to control two DC servomotors). The tracking system was fitted and assembled together with a parabolic trough solar concentrator (PTSC) system to move it according to information come from the sensors so as to keep the PTSC always perpendicular to sun rays. The experimental tests have been done on the PTSC system to investigate its thermal performance in two cases, with tracking system (case 1) and without tracking system (case 2). The experimental results showed that the average solar radiation falling on the PTSC prototype in the two cases during the same time was 854 and 701 watt/m2, respectively, which means an increase in the solar radiation about 21.8 % when using tracking system. It was found that the average useful heat gain output of solar collector was equal to (376.2, 252.6 watt) for the two cases, respectively, so there was an increase of about 48.9 % when using the tracking system. Also, the average thermal efficiency of the PTSC was found to be (20.7, 26.5 %) for the two cases, respectively, which means an increase in the average efficiency by 28% with use of tracking system compared to the fixed case.يُمثل العمل الحالي تصميم و منظومة تتبع شمسي ذاتية الحركة ذات محوريين بأستخدام مواد محلية وتنفيذها بأقل كلفة وأخف وزناً وموثوقية بناء. منظومة التتبع تتألف من جزأين: الوحدات الميكانيكية (الأجزاء الثابتة والمتحركة) ووحدات التحكم الكهربائية (من اربعة متحسسات ضوئية من نوع LDR ومسيطر دقيق نوع أردوينو الذي يقوم بالسيطرة على محركيين نوع ذاتي الحركة يعملان بالتيار المستمر) . إنّ منظومة التتبع ثنائية المحاور تأتي متُلائمة ومُجمتعة سوية مع المُركّز الشمسي ذي القطع المكافىء لتحريك المُركز وبحسب المعطيات القادمة من المتحسسات الضوئية لكي تُبقى المُركز الشمسى بشكل دائم عمودياً على الاشعة الساقطة من الشمس .أجريت الأختبارات التجربية على المُركز الشمسي لتقويم الأداء الحراري في حالتين: (الحالة الأولى) بأستخدام منظومة التتبع الشمسي و(الحالة الثانية) عند عدم استخدامها. بَيّنت النتائج التجريبية المستحصلة بأن مُعدل أشعة الشمس الساقطة على المُركز الشمسي في الحالتين هي على التوالي (854 واط/متر2 و 701 واط/متر2) وهذا يعني زيادة في معدل الأشعاع الشمسي حوالى 21.8 % عند استخدام منظومة التتبع. لقد وُجدَ بأن معدل الحرارة المفيدة المكتسبة للمُركز الشمسي للمدة نفسها وللحالتين أعلاه هي على التوالي (376.2 واط و 252.6 واط) وهذا يعني زيادة حوالى 48.9 % عند استخدام منظومة التتبع وكما وجد بأن مُعدل الكفاءة الحرارية للمُركز الشمسي في حالتي التتبع كانت على التوالي (26.5% و 20.7%) وهذا يعني زيادة بمقدار 28 % عند استخدام منظومة التتبع ثنائي المحاور بالمقارنة مع المنظومة الثابتة.


Article
Effect of Using Combined Square Nozzle & winglet with Helical Tape on Thermal Characteristics in Tube Heat Exchanger
تأثير استخدام المركب لفوهة مربعة ذو جنيح مع شريط حلزوني على الخصائص الحرارية في أنبوب مبادل حراري

Loading...
Loading...
Abstract

Influence of combined square nozzle with helical tape inserted in a constant heat flux tube on heat transfer enhancement for turbulent airflow for Reynolds number ranging from 7000 to 14500 were investigated experimentally. Three different pitch ratios for square nozzle (PR = 5.8, 7.7 and 11.6) according to three different numbers of square nozzle (N = 3, 4 and 5) and constant pitch ratios for helical tape were used. The results observed that the Nusselt number and friction factor for combination with winglets were found to be up to 33.8 % and 21.4 %, respectively higher than nozzle alone for pitch ratio PR=5.8. The maximum value of thermal performance for using combination with winglets was about 1.351 for pitch ratio= 5.8. Nusselt number and friction factor correlations from experimental data were developed for turbulent flow. تمت دراسة عملية تأثير اتحاد فوهة مربعة ذات جنيح مع شريط حلزوني مدرج في أنبوب ذي تدفق حراري ثابت على تحسين نقل الحرارة لتدفق هواء مضطرب ولعدد رينولدز يتراوح من 7000 إلى 14500.حيث تم استخدام ثلاث نسب خطوة مختلفة للفوهة المربعة وهي (5.8, 7.7 و11.6) على وفق ثلاثة أعداد مختلفة من الفوهات المربعة وهي (5, 4 و3) واستخدامت نسبة ثابتة واحدة للشريط الحلزونية. ولاحظت النتائج أن عدد ناسلت وعامل الاحتكاك للاتحاد مع الفوهة ذات الجنيح وجد أنه يصل إلى 33.8% و 21.4% على التوالي أعلى من الفوهة وحدها لنسبة خطوة هي (5.8). كانت القيمة القصوى للأداء الحراري لاستخدام الاتحاد مع الفوهة ذات الجنيح حوالي 1.351 لنسبة خطوة هي ( 5.8). تم تطويرعلاقات تجريبية لعدد ناسلت ومعامل الأحتكاك للنتائج التجريبية ولجريان مضطرب.


Article
Experimental and Numerical Investigation for Simulation of Thermophysical Properties for Polypropylene 575 Polymer Melts in Single Screw Extruder
التحقيق التجريبي والعددي لمحاكاة الخصائص الحرارية الحرارية للبوليمر الذائب بوليبروبيلين 575 في الطارد ذي البرغي الواحد

Loading...
Loading...
Abstract

A numerical model for Polypropylene 575 polymer melts flow along the solid conveying screw of a single screw extruder under constant heat flux using ANSYS-FLUENT 17.2 software has been conducted. The model uses the thermophysical properties such as Viscosity, thermal conductivity, Specific heat and density of polypropylene 575 that measured as a function of temperature, and residence time data for process simulation. The numerical simulation using CFD models for single screw extruder and the polymer extrusion was analysed for parameters such as (thermal conductivity, specific heat, density and viscosity) reveals a high degree of similarity to experimental data measured. The most important outcome of this study is that geometrical, parameter and conditions have been obtained from the simulation used to minimize the size, cost and time of operation for extruder.النموذج العددي للبوليمر الذائب بولي بروبلين 575 الذي يتدفق على طول الطارد الذي يكون ذا مسمار مفرد تحت كمية حرارة معلومة ، معدل تدفق متغير، وكذلك دورة بالدقيقة مختلفة حيث تم اجراؤه بأستخدام برنامج (17.2 TNEULF-SYSNA). يستخدم النموذج الخصائص الريولوجية للبوليمرالذي يقاس بوصفه دالة لدرجة الحرارة لمحاكاة العمليات التجريبية. حيث تم تحليل نتائج المحاكاة العددية بأستخدام نموذج (DFC) لمعاملات مثل درجة الحرارة و اللزوجة والكثافه النوعية والتوصيليه الحرارية وكذلك الكثافه حيث اثبتت درجة عالية من التشابه مع البيانات التجريبية المقاسة. وأحد النتائج المهمة لهذا البحث تم الحصول على الشكل الهندسي وتحديد ظروف العمل لتقليل التكلفة ووقت التشغيل.


Article
Co-digestion of Shumblan with Different Wastes as a Source for the Biogas Production
الهضم المشترك (الثنائي) للشمبلان مع النفايات المختلفة كمصدر لإنتاج الغاز الحيوي

Loading...
Loading...
Abstract

Shumblan (SH) is one of the most undesirable aquatic plants widespread in the irrigation channels and water bodies. This work focuses on boosting the biogas potential of shumblan by co-digesting it with other types of wastes without employing any chemical or thermal pretreatments as done in previous studies. A maximum biogas recovery of 378 ml/g VS was reached using shumblan with cow manure as inoculum in a ratio of 1:1. The methane content of the biogas was 55%. Based on volatile solid (VS) and C/N ratios, biogas productions of 518, 434, and 580 ml/g VS were obtained when the shumblan was co-digested with food wastes (SH:F), paper wastes (SH:P), and green wastes (SH:G) respectively. No significant changes of methane contents were observed during the anaerobic co-digestion of shumblan with the selected wastes. This noticeable increments of biogas yields proved that this sort of biomass can be utilized as a promising source for bioenergy production of industrial scale because of its economic operation. Slight pH variations indicated that the co-digestion performance has a good stability operation and no excessive amounts of volatile fatty acid were accumulated. The results also proved that by using co-digestion technology, the biodegradation of shumblan plants could be significantly accelerated supplying greater amounts of biogas yields. Moreover, the appropriate co-digestion with other wastes gave the shumblan high digestibility and, hence, there will be no need to prior pretreatment in order to boost the biogas yield.يعد الشمبلان احد النباتات المائية غير المرغوب فيها المنتشرة في قنوات الري والاجسام المائية. يركز هذا العمل على تعزيز امكانية الغاز الحيوي بوساطة خلط الشمبلان مع انواع مختلفة من المخلفات بدون استعمال اية معالجة كيميائية او حرارية كما في الدراسات السابقة. اعلى قيمة لانتاج الغاز الحيوي باستعمال الشمبلان ملم/غم متطاير 378 مع سماد البقر بوصفه لقاحاً بنسبة 1:1. كان محتوى الميثان من الغاز الحيوي 55 ٪ . واستناداً إلى النسب الصلبة المتطايرة و نسبة الكاربون الى النتروجين , تم الحصول على إنتاج الغاز الحيوي 518 ، 434 ، و 580 ملم/غم متطايراً عندما تم خلط الشمبلان مع مخلفات الاطعمة والورق والحشائش ,على التوالي. لم يلاحظ اي تغيير في محتوى الميثان خلال عملية الهضم اللاهوائي المشترك للشمبلان مع المخلفات الاخرى. الزيادات الملحوظة في انتاج الغاز الحيوي اثبتت امكانية استخدام هذا النوع من الكتلة الحيوية بوصفه مصدراً لانتاج الطاقة على النطاق الصناعي بسبب عملها الاقتصادي واشارت التغيرات الطفيفة في قيمة الرقم الهيدوجيني الى ان عملية الهضم اللاهوائي مستقرة جيدا ولم يحصل تراكم للاحماض الامينية. كما اثبتت النتائج الى ان استعمال تقنية الهضم اللاهوائي يؤدي الى تسارع تحلل النبات بشكل كبير ممايؤدي الى زيادة في انتاج الغاز الحيوي . فضلاً عن ذلك، ان الهضم الاهوائي المشترك مع المخلفات الاخرى يعطي للشمبلان قابلية هضم عالية مما يؤدي الى تعزيز في انتاج الغاز الحيوي.


Article
Classical and Statistical Optimization of Medium Composition for Promoting Prodigiosin Produced by Local Isolate of Serratia Marcescens
تحديد الظروف المثلى للوسط المنتج للبرودجيوسين من عزله محليه لبكتريا Serratia marcescens باستخدام الطريقه التقليديه و الاحصائيه

Loading...
Loading...
Abstract

Prodigiosin is a ‘natural red pigment produced by Serratia marcescens which exhibits immunosuppressive and anticancer properties in addition to antimicrobial activities. This work presents an attempt to maximize the production of prodigiosin by two different strategies: one factor at time (OFAT) and statistical optimization. The result of OFAT revealed that sucrose and peptone were the best carbon and nitrogen sources for pigment production with concentration of prodigiosin of about 135 mg/ L. This value was increased to 331.6mg/ L with an optimized ratio of C/N (60:40) and reached 356.8 with pH 6 and 2% inoculum size at end of classical optimization. Statistical experimental design based on Response surface methodology was conducted to optimize the composition of trace element. The design revealed that the predicted prodigiosin production of 406 mg/L can be achieved when concentrations of trace element CaCl2·2H2O, FeSO4·4H2O, MgSO4·7H2O and MnSO4·4H2O were equal to 9.22, 0.32, 0.67 and 2.48 g/L, respectively. The actual production of prodigiosin in the optimized medium was 375±12 mg/L. Growth kinetics of S. marcescens were evaluated in optimized medium which revealed that prodigiosin was ‘non-associated growth’ secondary metabolite with maximum production of approximately 365.7 mg/L obtained after 54 hours of incubation.يٌعد البرودجيوسين واحدا من اهم المواد التي تحمل صفات تؤهلها لتكون ماده اوليه في الصناعة ومن اهم الصفات التي تميز هذا الصبغه الحمراء المايكروبيه المنتجه من قبل بكتريا S.marcescens هي فعاليتها ضد العديد من المايكروبات فضلاً عن الى ان العديد من البحوث التي اشارت الى امكانيه استخدامه كمثبطاً مناعياً و مضاداً للاورام السرطانيه .الدراسة الحاليه صممت لايجاد الظروف المثلى لانتاج الصبغة الحمراء باستخدام الطريقة التقليدية لايجاد الظروف المثلى وقد بينت النتائج ان السكروز يعد افضل مصدر كربون والبيبتون بوصفه أفضل مصدر نايتروجيني 60:40 وافضل نسبة كربون الى نايتروجين ,6 أفضل رقم هيدروجيني و 2% افضل حجم لقاح وكانت الانتاجيه في نهاية هذة الخطوة هي 365ملغم /لتر . وتضمنت الخطوة الثانية أيجاد افضل التراكيز للاملاح الموجودة في الوسط بأستخدام الطريقة الاحصائية لايجاد الظروف المثلى وكانت النتائج لتراكيز الاملاح CaCl2·2H2O, FeSO4·4H2O, MgSO4·7H2Oو و MnSO4·4H2O 9.22, 0.32, 0.67, 2.48 g/L بالتتابع والتي تعطي انتاجية 406 ملغم/ لتر بينما القيمة الحقيقية للانتاج375±12 ملغم/ لتر . الخطوة الاخيرة من البحث تضمنت دراسة القوة الحركية لبكتريا S.marcescens في وسط الانتاج المثالي وغير المثالي وأظهرت النتائج ان اعلى انتاجية لصبغة 365.7 ملغم/ لتر بعد 54 ساعة بالاضافة الى ان البروجيوسين يعد ناتجاً غير متعلق بالنمو .


Article
Numerical Simulation of Unsaturated Soil Water Flow from a Trickle Point System, Considering Evaporation and Root Water Uptake
نمذجة عددية لجريان الماء في تربة غير مشبعة من نظام ري بالتنقيط مع الاخذ بنظر الاعتبار التبخر والنبات

Loading...
Loading...
Abstract

This research was carried out to study the effect of plants on the wetted area for two soil types in Iraq and predict an equation to determine the wetted radius and depth for two different soil types cultivated with different types of plants, the wetting patterns for the soils were predicted at every thirty minute for a total irrigation time equal to 3 hr. Five defferent discharges of emitter and five initial volumetric soil moisture contents were used ranged between field capacity and wilting point were utilized to simulate the wetting patterns. The simulation of the water flow from a single point emitter was completed by utilized HYDRUS-2D/3D software, version 2.05. Two methods were used in developing equations to predict the domains of the wetting pattern. The principal strategy manages each soil independently and includes plotting, fitting, and communicating relevant connections for wetted zone and profundity, maximum error did not exceed 31.2%, modeling efficiency did not less 0.95, and root mean square error did not surpass 1.43 cm. The second strategy additionally treated each soil independently yet used electronic programming that uses different relapse methods for wetted territory and profundity, the maximum error did not exceed 15.64 %, modeling efficiency did not less 0.98, and root mean square error did not surpass 1.18 cm. a field test was directed to quantify the wetted radius to check the outcome acquired by the software HYDRUS-2D, contrast the estimation and the reproduced by the software. The after effects of the conditions to express the wetted radius and depth regarding the time of water system, producer release, and initial soil moisture content were general and can be utilized with great precision. نٌفذ هذا البحث لدراسة تأثير النباتات على جبهة الترطيب لأنواع مختلفة من الترب في العراق، وللتنبؤ بمعادلة لحساب نصف القطر المبتل والعمق لنوعين مختلفين من الترب المزروعة بأنواع مختلفة من النباتات، وتنبئ انماط الترطيب كل ثلاثين دقيقة لوقت ري اجمالي يساوي 3 ساعات. تم استخدام تصاريف منقطات 0.5، 1، 2،3 و 5 لتر/ساعة لمحاكاة انماط الترطيب واستخدام خمسة محتويات رطوبية ابتدائية للترب تتراوح بين السعة الحقلية ونقطة الذبول. واجريت محاكاة تدفق المياه من منقط مفرد باستخدام برنامج HYDRUS-2D/3D، إصدار 2.05. تم استخدام طريقتين في تطوير المعادلات للتنبؤ بانماط الترطيب, الطريقة الاولى تتعامل مع كل تربة على حدة وتتضمن على التخطيط المناسب, والتعبير عن العلاقات ذات الصلة، والحد الأقصى للخطأ لم يتجاوز 31.2٪، وكفاءة النمذجة لم تقل 0.95، ولم يتعدى خطأ الجذر المربع المربع 1.43 سم لنصف قطرها وعمقها المبلل. أما الطريقة الثانية فقد تم التعامل مع كل تربة على حدة ولكنها استخدمت برامج حاسوبية تستخدم تقنيات الانحدار المتعددة، ولم يتجاوز الخطأ الأقصى 15.64٪ لا تقل عن 0.98، ولم يتجاوز خطأ الجذر المتوسط المربع 1.18 سم لنصف القطر والعمق المبلل. أجريت تجربة حقلية لقياس نصف القطرالمبتل للتحقق من النتيجة التي حصل عليها البرنامج HYDRUS-2D ، وتم مقارنة قيم القياس مع المحاكاة من قبل البرنامج. نتائج المعادلات للتعبير عن نصف القطر المبتل والعمق تتمثل بوقت الري، وتصريف المنقطة، والمحتوى الرطوبي الابتدائي للتربة. وبعامة يمكن استخدامها بدقة جيدة بالاعتماد على النتائج التي تم الحصول عليها.


Article
Surface Roughness Prediction for Steel 304 In Edm Using Response Graph Modeling
التنبؤ بالخشونة السطحية للصلب 304 بواسطة التشغيل بالشرارة الكهربائية بأستخدام استجابة رسم النماذج

Loading...
Loading...
Abstract

Electrical Discharge Machining (EDM) is a non-traditional cutting technique for metals removing which is relied upon the basic fact that negligible tool force is produced during the machining process. Also, electrical discharge machining is used in manufacturing very hard materials that are electrically conductive. Regarding the electrical discharge machining procedure, the most significant factor of the cutting parameter is the surface roughness (Ra). Conventional try and error method is time consuming as well as high cost. The purpose of the present research is to develop a mathematical model using response graph modeling (RGM). The impact of various parameters such as (current, pulsation on time and pulsation off time) are studied on the surface roughness in the present research. 27 samples were run by using CNC-EDM machine which used for cutting steel 304 with dielectric solution of gas oil by supplied DC current values (10, 20, and 30A). Voltage of (140V) uses to cut 1.7mm thickness of the steel and use the copper electrode. The result from this work is useful to be implemented in industry to reduce the time and cost of Ra prediction. It is observed from response table and response graph that the applied current and pulse on time have the most influence parameters of surface roughness while pulse off time has less influence parameter on it. The supreme and least surface roughness, which is achieved from all the 27 experiments is (4.02 and 2.12µm), respectively. The qualitative assessment reveals that the surface roughness increases as the applied current and pulse on time increases.عملية التشغيل بالشرارة الكهربائية هي عملية قطع غير تقليدية لإزالة المعادن استناداً إلى حقيقة أساسية هي أن قوة العدة التي تولد اثناء عملية التشغيل تهمل. أيضا، التشغيل بالشرارة الكهربائية يستخدم في تصنيع المواد الصلبة جداً التي تكون موصلة كهربائياً مضيعة للوقت وكذلك التكلفة العالية. البحث الحالي يهدف الى تطوير نموذج رياضي باستخدام نموذج مخطط الاستجابة.تأثير العوامل المختلفة (تيار، زيادة زمن النبضة وتقليل زمن النبضة) درست على الخشونة السطحية في هذا البحث.تم تشغيل 27 عينة باستخدام ماكنة مبرمجة رقمية للتشغيل بالشرارة الكهربائية التي تستخدم لقطع فولاذ 304 بمحلول عازل لزيت الغاز بتسليط تيار مستمر (10, 20 و 30). فولتية (140 فولت) استخدمت لقطع سمك 1.7 ملم من الفولاذ واستخدمت قطباً من النحاس. النتيجة من هذا العمل مفيدة لتطبيقها في الصناعة لتقليل الزمن والكلفة في التنباء بالخشونة السطحية. يلاحظ من جدول الاستجابة ومخطط الاستجابة ان التيار المسلط وزمن استمرار النبضة اكثر العوامل المؤثرة على الخشونة السطحية حيث ان زمن توقف النبضة له تاثير اقل عليها. اعظم واقل خشونة سطحية والتي تحققت في 27 تجربة هي (4.02 -2.12 مايكرون) على التوالي. وان التقديرات النوعية تشير الى ان الخشونة السطحية تزداد بزيادة التيار المسلط وزيادة زمن استمرار النبضة.


Article
Effect of Al2O3 Particles and Precipitation Hardening on the Properties of Cast 332 Aluminum Alloy
تأثير دقائق Al2O3 وعملية التصليد بالترسيب على خواص سبيكة الالمينيوم 332

Loading...
Loading...
Abstract

In this work, 332 Al alloy was prepared and reinforced with (0.5% and 1%) nano-Al2O3 particles. The prepared unreinforced and reinforced 332 Al alloy with nano-Al2O3 were solution heat treated (T6) at 510 ̊C and aged at 225 ̊C with different times (1, 3, and 5 h). Hardness test was performed on all the prepared alloys. All prepared alloys were dry slided under different applied loads (5, 10, 15, and 20 N) against steel counterface surface using pin on disk apparatus. The results showed that refinement effect was observed after addition of nano-Al2O3 particles and a change in silicon morphology after performing the solution heat treatment. The results also showed that hardness was increased and the wear rate was decreased with increasing the nano-Al2O3 particles in the matrix of 332 Al-Alloy.في هذا البحث تم تحضير سبيكة ألمينيوم 332، مقواة بدقائق أوكسيد الالمينيوم النانوية (Al2O3) بحجم (50 nm) وبنسب مختلفة (0.5% و 1%). تم إجراء عملية المعاملة الحراية المحلولية (Solution heat treatment-T6) لجميع سبائك الألمينيوم 332 المقواة وغير المقواة بدقائق أوكسيد الألمينيوم النانوية (Al2O3)، عند درجة حرارة (510 ˚C) وكذلك تم إجراء عملية التعتيق عند درجة حرارة (225 ˚C) وعند ثلاث فترات زمنية مختلفة (1، 3، 5 ساعة). تم إجراء فحص الصلادة لجميع السبائك المحضرة. تم اختبار جميع السبائك المحضرة بوساطة جهاز البلى الإنزلاقي ذي نظام المسمار على القرص (Pin on Disk) لدراسة سلوك البلى الجاف لسبائك الألمينيوم المحضرة وذلك على قرص من الفولاذ المصلد تحت أحمال مختلفة (5، 10، 15، 20 نيوتن). لوحظ حدوث تنعيم في الحجم الحبيبي بعد إضافة دقائق (Al2O3) النانوية وكذلك حدوث تغير في شكل طور السيليكون بعد إجراء عملية المعاملة الحرارية المحلولية (Solution heat treatment). كما أوضحت النتائج زيادة الصلادة و انخفاض معدل البلى مع زيادة نسبة إضافة دقائق (Al2O3) في ارضية السبيكة 332.


Article
Mechanical Properties of Burnished Steel AISI 1008
الخواص الميكانيكية للصلب المصقول نوع AISI 1008

Loading...
Loading...
Abstract

Burnishing improves fatigue strength, surface hardness and decrease surface roughness of metal because this process transforms tensile residual stresses into compressive residual stresses. Roller burnishing tool is used in the present work on low carbon steel (AISI 1008) specimens. In this work, different experiments were used to study the influence of feed parameter and speed parameter in burnishing process on fatigue strength, surface roughness and surface hardness of low carbon steel (AISI 1008) specimens. The first parameter used is feed values which were (0.6, 0.8, and 1) mm at constant speed (370) rpm, while the second parameter used is speed at values (540, 800 and 1200) rpm and at constant feed (1) mm. The results of the fatigue test showed that improvement in fatigue limit, where the highest fatigue limit was obtained at (1mm feed, 1200rpm speed) in burnishing process which was (169 Mpa). The hardness results, showed increasing feed and speed values lead to increasing the hardness. The burnishing process reduces surface roughness by producing accurate and better surface finish. The best surface fineness of metal at (1mm feed and 1200 rpm speed) was 0.11 μm.الصقل يحسن مقاومة الكلال، الصلادة السطحية ويقلل الخشونة السطحية للمعدن لأنه هذه العملية تحول اجهادات الشد المتبقية الى الاجهادات الضغطية المتبقية. أداة الصقل الأسطواني أستخدمت في العمل الحالي على عينات الفولاذ منخفض الكاربون نوع .(AISI 1008) في هذا العمل، تجارب مختلفة أنجزت لدراسة تأثير عامل التغذية وعامل السرعة في عملية الصقل على مقاومة الكلال، الخشونة السطحية والصلادة السطحية لعينات الفولاذ منخفض الكاربون نوع .(AISI 1008) أول عامل مستخدم هو قيم التغذية التي كانت (0.6, 0.8, 1) مليميتر في سرعة ثابتة (370) دورة/ دقيقة، بينما ثاني عامل مستخدم هو قيم السرعة التي كانت (540, 800, 1200) دورة/دقيقة في تغذية ثابتة (1) مليميتر. نتائج اختبار الكلال توضح بأنه تم تحسين حد الكلال، حيث أعلى قيمة لحد الكلال تم الحصول عليها من العينات التي تمت معاملتها مع (1 مليميتر قيمة التغذية , 1200 دورة/ دقيقة قيمة السرعة) في عملية الصقل والتي كانت (169) ميكا باسكال. من نتائج اختبار الصلادة نلاحظ ان زيادة قيم التغذية والسرعة يؤدي الى زيادة الصلادة لسطح المعدن. نتائج اختبار الخشونة السطحية، في هذا البحث، توضح ان عملية الصقل تقلل الخشونة السطحية بأنتاج انهاء سطحي دقيق وجيد على سطح المعدن حيث أفضل نعومة للمعدن يمكن الحصول عليها من (1 مليميتر قيمة التغذية , 1200 دورة/ دقيقة قيمة السرعة) من عملية الصقل والتي هي (0.110) مايكرومتر.

Table of content: volume:14 issue:4