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: 2019 volume:15 issue:1

Article
Improvement of Mechanical and Fatigue Properties for Aluminum Alloy 7049 By Using Nano Composites Technique
تحسين الخصائص الميكانيكية و الكلال لسبيكة المنيوم 7049 باستخدام تقنية المركبات النانوية

Loading...
Loading...
Abstract

The aim of present work is to improve mechanical and fatigue properties for Aluminum alloy7049 by using Nano composites technique. The ZrO2 with an average grain diameter of 30-40 nm, was selected as Nano particles, to reinforce Aluminum alloy7049 with different percentage as, 2, 4, 6 and 7 w⁡t%. The Stir casting method was used to fabricate the Nano composites materials due to economical route for improvement and processing of metal matrix composites. The experimental results were shown that the adding of zirconium oxide (ZrO2) as reinforced material leads to improve mechanical properties. The best percentage of improvement of mechanical properties of 7049 AA was with 4% wt. of ZrO2 about (7.76% σ_u) for ultimate tensile stress UTS, (9.62% σ_y) for yield stress YS and (9.92%) for hardness HB than other of adding of 2, 6 and 7% of ZrO2. Also the results shown that the fatigue strength of 7049 AA with 4 w⁡t% ZrO2 nanoparticles is higher than that of 7049 AA under constant loading 9.86% at 108 cycles as well as the fatigue life factor (IFLF %) at different amplitude stress 400, 350, 300 and 250 MPa was improvement in range 66, 115, 63 and 107% respectively.الهدف من العمل الحالي هو تحسين الخصائص الميكانيكية والكلال لسبائك الألومنيوم 7049 باستخدام تقنية المركبات النانوية. تم اختيار ZrO2 بمتوسط قطر الحبوب 30-40 نانومتر ، كجسيمات نانوية ، لتدعيم سبائك الألومنيوم 7049 بنسب وزنية مئوية مختلفة 2 ، 4 ، 6 و 7٪. تم استخدام طريقة الصب (Stir casting method ) لتصنيع المركبات النانوية بسبب العامل الاقتصادي لتحسين مركبات المصفوفة المعدنية وتصنيعها. أظهرت النتائج العملية أن إضافة أوكسيد الزركونيوم (ZrO2) مادة نانوية مدعمة تؤدي إلى تحسين الخواص الميكانيكية وان أفضل نسبة تحسين في الخواص الميكانيكية لـ 7049 AA كانت بـاستخدام نسبة وزنية 4٪ فكانت نسبة التحسين تساوي (σu 7.76 ٪) و (9.615σy ٪) و (9.92 ٪) للإجهاد الشد الاقصى UTS و للإجهاد الخضوع YSو للصلابة HB على التوالي من غيرها عند استخدام 2 ، 6 و 7 ٪ من ZrO2. كما أظهرت النتائج أن متانة الكلال لسبيكة 7049 AA عند استخدام 4 ٪ من الجسيمات النانوية ZrO2 أعلى بنسبة 9.86 ٪ من متانة الكلال لسبيكة الالمنيوم 7049 AA بدون اضافة اي نسبة من اوكسيد الزركونيوم عند اختبار حمل ثابت عند 108 دورة ، فضلا عن معامل عمر الكلال (IFLF ٪) عند اختبار بإجهادات مختلفة كانت 400 و 350 و 300 و 250 ميكا باسكال تحسنًا بحدود 66 و 115 و 63 و 107٪ على التوالي.

Keywords

Nanomaterial --- 7049 AA --- ZrO2 --- Stir casting.


Article
Design and Simulation of Closed Loop Proportional Integral (PI) Controlled Boost Converter and 3-phase Inverter for Photovoltaic (PV) Applications
تصميم ومحاكاة محول Boost ذي دائرة مغلقة مسيطر عليه بوساطة PI وعاكس ثلاثي الطور للتطبيقات الضوئية

Loading...
Loading...
Abstract

This research deals with the design and simulation of a solar power system consisting of a KC200GT solar panel, a closed loop boost converter and a three phase inverter by using Matlab / Simulink. The mathematical equations of the solar panel design are presented. The electrical characteristics of the panel are tested at the values of 1000 W/m^2 for light radiation and 25 °C for temperature environment. The Proportional Integral (PI) controller is connected as feedback with the Boost converter to obtain a stable output voltage by reducing the oscillations in the voltage to charge a battery connected to the output of the converter. Two methods (Particle Swarm Optimization (PSO) and Zeigler- Nichols) are used for tuning PI controller to enhance the overall performance of the system. The Sine Pulse Width Modulation (SPWM) technique was used to obtain a pure 3-phase in low distortion. The voltage and current output values of ± 14V and ± 2.8A are obtained, and the Total Harmonic Distortion (THD) value is 4.20%.يتطرق البحث الى تصميم منظومة قدرة شمسية ومحاكاتها مكونة من لوح شمسي نوع KC200GT ، محول Boost ذي دائرة مغلقة وعاكس ثلاثي الطور باستخدام برنامج Matlab/Simulink . تم التطرق الى المعادلات الرياضية الخاصة بتصميم اللوح الشمسي. تم اختبار الخصائص الكهربائية للوح عند القيم 1000 للاشعاع الضوئي و 25 درجة مئوية لدرجة حرارة المحيط . يربط المسيطر PI مع المحول بوصفه دائرة تغذية عكسية للحصول على فولتية خرج مستقرة عن طريق تقليل التذبذبات في الفولتية لشحن بطارية تربط على خرج المحول . تم استخدام طريقتين (Particle Swarm Optimization و ( Zeigler-Nichols لضبط مسيطر PI لغرض تحسين الاداء الكلي للمنظومة. تم استخدام تقنية SPWM للحصول على موجة نقية ثلاثية الطورباقل تشويه ، وتم الحصول على قيم فولتية وتيار خرج المنظومة هي ±14V و ±2.8A ، و قيمة ال THD هي 4.20% .


Article
Design of PV Solar Energy Generator using MPPT Technique to Control Single Input/Multiple Outputs (DC-DC) Converter
تصميم مولد طاقة شمسية يستخدم تقنية MPPT للسيطرة على محول (تيارمستمر- تيارمستمر) ذي مدخل مفرد/ مخرج متعدد

Loading...
Loading...
Abstract

The paper presents the design of a system consisting of a solar panel with Single Input/Multiple Outputs (DC-DC) Buck Converter by using Simulink dialogue box tools in MATLAB software package for simulation the system. Maximum Power Point Tracking (MPPT) technique depending on Perturb and Observe (P&O) algorithm is used to control the output power of the converter and increase the efficiency of the system. The characteristics of the MSX-60 PV module is chosen in design of the system, whereas the electrical characteristics (P-V, I-V and P-I curves) for the module are achieved, that is affected by the solar radiation and temperature variations. The proposed design module has been found to be stable for any change in atmospheric temperature and solar radiation. The maximum power is achieved at voltage 17V and current 3.5A when using MPPT controller, and approximate results for multiple outputs voltages and current (9V:2A, 5V:1A, 2.2V:0.5A) are obtained. The proposed model is very useful for engineers, researchers and experts to design their systems which require a simple and accurate PV cells model. يتطرق البحث الى لتصميم منظومة مكونة من لوح ضوئي شمسي مع محول (تيار مستمر- تيار مستمر) ذي مدخل واحد / متعدد المخارج نوع Buck باستخدام ادوات صندوق حوار (Simulink) في الحقيبة البرمجيةMATLAB لمحاكاة المنظومة. تم استخدام تقنية تتبع نقطة اعلى قدرة (MPPT) التي تعتمد على خوارزمية (P&O) للسيطرة على القدرة الخارجة للمحول وزيادة كفاءة المنظومة.تم اختيار خصائص النموذج الضوئي MSX-60 في تصميم المنظومة، حيث تم الحصول على الخصائص الكهربائية (المنحنيات P-V I-V,P-I ) للنموذج والتي تتأثر بتغيرات الاشعاع الشمسي ودرجة الحرارة للخلية الضوئية. وجد النموذج المقترح مستقرا لأي تغير في درجة حرارة المحيط والاشعاع الشمسي . ان اعظم قدرة تم الحصول عليها هي عند الفولتية 17V والتيار 3.5A عند استخدام المسيطرMPPT ، وان النتائج التقريبية التي تم الحصول عليها للفولتيات والتيارات للمخارج المتعددة هي (9V:2A, 5V:1A, 2.2V:0.5A) . أن النموذج المقترح مفيدُ جدا للمهندسين والباحثين والخبراء في تصميم انظمتهم التي تتطلب نموذجاً بسيطاً ودقيقا للخلايا الشمسية.


Article
Experimental Study of Forced- Convection from Horizontal Rectangular Fins Array into Air Duct
دراسة تجريبية للحمل القسري من مصفوفة زعانف مستطيلة أفقية داخل مجرى هواء

Loading...
Loading...
Abstract

In this work, an experimental study has been done to expect the heat characteristics and performance of the forced-convection from a heated horizontal rectangular fins array to air inside a rectangular cross-section duct. Three several configurations of rectangular fins array have been employed. One configuration without notches and perforations (solid) and two configurations with combination of rectangular-notches and circular-perforations for two various area removal percentages from fins namely 18% notches-9% perforations and 9% notches-18% perforations are utilized. The rectangular fins dimensions and fins number are kept constant. The fins array is heated electrically from the base plate with five different magnitudes of power-inputs. Five several air flow velocity into a duct are utilized. The influence of fin geometry, air flow velocity, Reynolds number and the surface heat flux on the heat-performance of forced heat convection have been simulated and studied experimentally. The experimental data indicates that the combination of 18% rectangular-notched and 9% circular-perforated rectangular fins array gave best forced heat performance in terms of average heat transfer coefficient about (25% - 45%) and (7% - 20%) compared than solid and 9% notches with18% perforations fins array respectively. Five empirical correlations to predict the average Nusselt number for the 18% notches with 9% perforations rectangular fins array at wide range of surface heat flux are deduced. The present data are compared with previous works and a good closeness in behavior is noticed.يتناول هذا البحث دراسة تجريبية للتنبؤ بالأداء والخصائص الحرارية للحمل الحراري القسري من مصفوفة زعانف مستطيلة أفقية مسخنة الى الهواء داخل مجرى مستطيل المقطع. أستخدمت ثلاثة أشكال مختلفة من مصفوفات الزعانف المستطيلة، الشكل الأول يتضمن زعانف صلبة (بدون شقوق وثقوب) والشكلان الآخران يتضمنان شقوق مستطيلة الشكل وثقوب دائرية الشكل بنسبتين مختلفتين للمساحات المزالة من الزعنفة هي، 18% شقوق- 9% ثقوب و 9% شقوق- 18% ثقوب. تم تثبيت أبعاد الزعانف وعددها لجميع الحالات. تم تسخين مصفوفة الزعانف كهربائيا من القاعدة بخمس قيم مختلفة من القدرة الداخلة. أستخدمت خمس سرع لجريان الهواء داخل المجرى . تم محاكاة تأثير شكل الزعانف ودراستها وسرعة جريان الهواء وعدد رينولد والفيض الحراري للسطح على الأداء الحراري للحمل القسري عمليا. أظهرت البيانات العملية أن مصفوفة الزعانف المستطيلة التي تتضمن شقوق مستطيلة بنسبة 18% وثقوب دائرية بنسبة 9% تعطي أداء حرارياً قسرياً أفضل بدلالة معدل معامل أنتقال الحرارة بالحمل أكبر بحوالي (25%- 45%) و (7%- 20%) مقارنة بمصفوفتي الزعانف الصلبة والمتضمنة 9% شقوق مع 18% ثقوب. أستنتجت خمس علاقات أرتباطية عملية للتنبؤ بمعدل رقم نسلت لمصفوفة الزعانف المتضمنة 18% شقوق مع 9% ثقوب لمدى واسع من الفيض الحراري للسطح، قورنت البيانات المقدّمة مع دراسات سابقة وأظهرت تقارباً جيداً في السلوك.


Article
Buckling and Pre Stressed Dynamics Analysis of Laminated Compo-site Plate with Different Boundary Conditions
تحليل الانبعاج والاهتزاز لصفائح مركبة طبقية مع ظروف أسناد عامة

Loading...
Loading...
Abstract

Critical buckling and natural frequencies behavior of laminated composite thin plates subjected to in-plane uniform load is obtained using classical laminated plate theory (CLPT). Analytical investigation is presented using Ritz- method for eigenvalue problems of buckling load solutions for laminated symmetric and anti-symmetric, angle and cross ply composite plate with different elastic supports along its edges. Equation of motion of the plate was derived using prin-ciple of virtual work and solved using modified Fourier displacement function that satisfies general edge conditions. Various numerical investigation were studied to exhibit a convergence and accuracy of the present solution for consid-ering some design parameters such as edge conditions, aspect ratio, lamination angle, thickness ratio, orthotropic ratio, the results obtained gives good agreement with those published by other researchers. تمت دراسة الاهتزاز والانبعاج للصفائح الرقيقة المركبة المكونة من الطبقات المعرضة لاحمال منتظمة ضمن مستوى الصفيحة بأستخدام نظرية الصفائح الكلاسيكسة (CLPT) .في الجانب النظري التحليلي تم أشتقاق معادلات الحركة بأستخدام طريقة رتز للحصول على مجموعة معادلات متجانسة وحلها كمسألة eigenvalue لحل مسألة حمل الانبعاج لصفائح متناظره وغير منتاظرة مكونة من طبقات متعامدة وغير متعامدة الزوايا .والدوال المستخدمة في هذا البحث يمكن ان تمثل بدوال مثلثية ودوال عشوائية مستمرة وذلك لضمان سلاسة المطلوبة لعمل الدالة الرئيسية. ولعل الاهم من ذلك, ان هذه الدراسة قد طورت أسلوب عام لاشتقاق مجموعة كاملة من الدوال المقبولة التي يمكن تطبيقها لشروط اسناد الحافات المختلفة. لقد تم دراسة عدة أمثلة عددية لاثبات دقة نتائج الحل وتقاربها مع الأخذ بنظر الاعتبار تغيير في بعض معايير التصميم مثل شروط الحدود نسبة الارتفاع وزاوية التصفيح ونسبة السماكة ونسبة الـ orthotropy حيث تم مقارنة النتائج مع باحثين اخرين واعطت تقارباً جيداً جداً.


Article
Reverse Engineering Representation Using an Image Processing Modification
تمثيل الهندسة العكسية عن طريق استخدام المعالجات الصورية

Loading...
Loading...
Abstract

In the reverse engineering approach, a massive amount of point data is gathered together during data acquisition and this leads to larger file sizes and longer information data handling time. In addition, fitting of surfaces of these data point is time-consuming and demands particular skills. In the present work a method for getting the control points of any profile has been presented. Where, many process for an image modification was explained using Solid Work program, and a parametric equation of the profile that proposed has been derived using Bezier technique with the control points that adopted. Finally, the proposed profile was machined using 3-aixs CNC milling machine and a compression in dimensions process has been occurred between the proposed and original part so as to demonstrate the verification of the proposed method. في نهج الهندسة العكسية، يتم جمع كمية هائلة من البيانات معا وذلك أثناء الحصول على البيانات وهذا يؤدي إلى أحجام ملف أكبر ووقت أطول لمعالجة البيانات. فظلا عن ذلك، تركيب الأسطح من هذه البيانات التي تستغرق وقتا طويلا وتتطلب مهارات معينة. في هذا العمل تم تقديم طريقة جديدة للحصول على نقاط السيطرة في أي ملف. حيث تم شرح العديد من العمليات لتعديل الصورة باستخدام برنامج (solid work)، ومعادلة بارامترية من الملف المقترح تم اشتقاقها باستخدام تقنية بيزير مع نقاط التحكم التي اعتمدت. وأخيرا، تم تشغيل الشكل المقترح باستخدام ماكنة تفريز مبرمجة وتم إجراء عملية مقارنة في الأبعاد بين الجزء المقترح والأصلي من أجل إثبات التحقق من الطريقة المقترحة.


Article
Improving Wear Properties of 392 Al Alloy Using Centrifugal Casting
تحسين خواص البلى لسبيكة المنيوم 392 باستخدام السباكة بالطرد المركزي

Loading...
Loading...
Abstract

The microstructure and wear properties of 392 Al alloy with different Mg contents were studied using centrifugal casting. All melted alloys were heated to 800 ºC and poured into the preheated centrifugal casting mold (200-250 ºC) at different mould rotational speeds (1500, 1900 and 2300 r.p.m). It is clear from the results obtained that wear rate was dependent on the Mg content, applied load and mould rotational speed. Furthermore, wear test showed that the minimum wear rate was found in the inner layer of produced rings at mould rotational speed of 1900 r.p.m and Mg content of 5%.تم في هذا البحث دراسة التركيب المجهري وخواص البلى لسبيكة المنيوم 392 والتي تحتوي على نسب مغنسيوم مختلفه باستخدام سباكة الطرد المركزي. اذ تم صهر جميع السبائك في درجة حراره 800 م° وصبت في قالب الطرد المركزي اللذي سخن مسبقا ضمن مدى حراري يتراوح بين 200-250 م° بسرع دورانية مختلفة (1500 ,1900 و2300) دوره/دقيقه .اوضحت النتائج ان معدل البلى والصلاده يعتمدان على محتوى المغنسيوم والحمل المسلط علاوة على السرعه الدورانيه للقالب. اضافة لذالك فان اختبار البلى اظهر ان اقل معدل للبلى لللطبقه الداخليه للحلقات المنتجه كان عند سرعة دورانية للقالب 1900 دوره/دقيقه, وعند نسبة مغنسيوم 5%.


Article
Antibacterial Inhibitor as an Expired Metoclopramide in 0.5M Phosphoric Acid
المثبط المضاد للبكتريا كميتوكلوبراميد منتهي الصلاحيه في 0.5 مولاري من حامض الفسفوريك

Loading...
Loading...
Abstract

Expired drug Metoclopramide was investigated as an antibacterial corrosion inhibitor for carbon steel in 0.5M H3PO4 solution using the electrochemical method at 30oC and 60oC. The results showed that this drug is an efficient inhibitor for carbon steel and the efficiency reached to 82.244 % for 175 ppm at 30oC and 76.146% for 225 ppm at 60oC. The adsorption of drug on carbon steel surface follows Langmuir adsorption isotherm with small values of adsorption-desorption constant. The polarization plots revealed that Metoclopramide acts as mixed-type inhibitor. Some parameters of inhibition process were calculated and discussed. The surface morphology of the carbon steel specimens was analyzed using scanning electron microscope and energy dispersive X-ray analysis. Antibacterial activity of inhibitor was also tested. Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy confirmed the inhibitive role of Metoclopramide drug. الدواء المنتهي الصلاحيه ميتوكلوبراميد تم اختباره كمثبط التأكل المضاد للبكتريا للفولاذ كاربوني في محلول 0.5 مولاري من حامض فسفوريك بأستخدام الطريقة الكهروكيميائية في 30 و 60 درجة مئوية. وأظهرت النتائج أن هذا الدواء هو مثبط فعال للفولاذ كاربوني والكفاءة وصلت إلى 82.244 % لل 175 جزء من مليون عند 30 درجه مئويه و76.146 % لل 225 جزء من مليون عند 60 درجه مئويه. امتزاز الدواء على السطح فولاذ كاربوني يتبع متساوي الحراره الامتزاز مع القيم الصغيره لثابت امتصاص الامتزاز. كشفت سير الاحداث في الاستقطاب ان ميتوكلوبراميد يعمل كمثبط من نوع المختلط . بعض معامل عمليه التثبط تم حسابها ومناقشتها. التشكل السطحي للعينات فولاذ كاربوني تم تحليلها بأستخدام المجهر المسح الألكتروني و تحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة. تم اختبار المثبط الفعال المضاد للبكتريا. أكد التحليل الطيفي دور المثبط للدواء ميتوكلوبراميد.


Article
Study of Fatigue Fractography of Mild Steel Used in Automotive Industry
دراسة مقطع كسر الكلال للفولاذ المطاوع المستخدم في صناعة السيارات

Loading...
Loading...
Abstract

Fatigue failure is almost considered as the predominant problem affecting automotive parts under dynamic loading condition. Thus, more understanding of crack behavior during fatigue can strongly help in finding the proper mechanism to avoid the final fracture and extent the service life of components. The main goal of this paper is to study the fracture behavior of low carbon steel which is used mostly in automotive industry. For this purpose, the fractography of samples subjected to high and low stress levels in fatigue test then was evaluated and analyzed. Hardness and tensile tests were carried out to determine the properties of used steel. Also, the samples were characterized by microstructure test and XRD analysis to examine the constitute phases. The fatigue test (S-N curve) was done at stress ratio (R= -1), and the fracture examination was perform using Scanning Electron Microscope (SEM). The results of microstructure and XRD analysis were indicating that the Ferrite and a little amount of pearlite are the dominant phases of this steel. Whereas, the fractography observations reveal that the void coalescence ductile fracture is the main failure mode in samples with high stress level, while the ductile fracture (void coalescence) with Transgranular Cleavage fracture was noticed in low stress fatigue mode for this alloy.يعد فشل الكلال من أخطر المشاكلات الشائعة المؤثرة على أجزاء السيارات المعرضة لأحمال دورانية. لهذا فان فهم سلوك الشقوق اثناء حدوث الكلال يساعد على تجنب حدوث الفشل النهائي للجزء اثناء الخدمة واطالة عمره. ان الهدف الأساس للبحث هو دراسة سلوك الكسر للفولاذ الواطئ الكربون والمستخدم في صناعة السيارات. لهذا السبب، تم دراسة مقطع الكسر للكلال عند احمال كلال واطئة وعالية لتقويم الأجزاء وتحليلها. كما تم اجراء اختبارات الصلادة والشد لتحديد خواص الفولاذ المستخدم. كذلك، تم توصيف المادة عن طريق دراسة البنية المجهرية ودراسة حيود الاشعة السينية لتفحص الاطوار والمكونات للسبيكة. ان اختبار الكلال (الاجهاد-عدد الدورات) تم اجراءه عند نسبة اجهاد (R=-1)، وتم دراسة مقطع الكسر باستخدام المجهر الالكتروني الماسح (SEM). اشارت نتائج الفحص المجهرية والاشعة السينية بان الطور السائد لهذا النوع من الفولاذ هو الفرايت مع نسبة قليلة من البيرلايت، بينما اظهر مقطع الكسر تكون كسر مطيلي بالتحام الفجوات حيث ان هذا هو الأسلوب عند اجهادات عالية، بينما أظهرت النتائج عند اجهادات كلال واطئة تكون الكسر الانقسامي تكون الكسر المطيلي الناتج عن التحام الفجوات لهذه السبيكة.

Keywords

Automotive --- fatigue --- fracture --- mild steel.


Article
Fabrication of Advanced Cement Mortar for Building Anti-Bacterial Applications
تصنيع مونة الاسمنت المتقدمة لتطبيقات البناء المضادة للبكتريا

Loading...
Loading...
Abstract

In this research, we have added nano anatase TiO2 as a partial replacement of Portland cement by a weight percentage of (0.25 to 1%) for the development of properties for protection against bacteria. The control mix was made by using "the cement to sand" proportion about (1: 2.75) with the "water to cement" proportion of (0.5) to study the structure, porosity, water absorption, density, mechanical properties, as well as anti-bacterial behavior. Inspections have been done such as scanning electron microscopy (SEM), and atomic force microscope (AFM) for mortar. Experimental results showed that after the addition of Nano powders in cement mortar, the structural properties improved significantly with the development of hydration of cement mortar at early age, reduction of porosity and the increase of density as well as enhancement in compressive and anti-bacteria properties that make the preparation of nano material very suitable for protection against bacteria.في هذا البحث تم اضافة نانو تيتانيه طور (anatase) بوصفه كمادة استبدال جزئي للسمنت البورتلاندي بنسب وزنية ( 1% to 0.25 ) لأجل تطوير خصائص (الحماية ضد البكتريا) وتم إجراء مزيج مرجعي مع نسبة الأسمنت إلى الرمل 2.75:1)) . تم الحفاظ على نسبة المياه في الاسمنت عند 0.5 و تم اجراء فحوصات الكثافة، المسامية، معامل الامتصاص فظلا عن الى ذلك الخواص التركيبية AFM ,SEM وفحوصات Anti-bacteria بينت النتائج ان الملاط الاسمنتي يمتلك بنية منتظمة ومعامل خشونة انخفظت بعد اضافة الماده النانوية وتحسنت الكثافة و انخفاض في معامل الامتصاص والمسامية مما يجعل الملاط المحضر ملائماً لتطبيقات (الحماية ضد البكتريا).


Article
Reducing the Pollutants from Municipal Wastewater by Chlorella Vulgaris Microalgae
خفض الملوثات من مياه فضلات البلدية بأستخدام الطحالب المجهرية Chlorella vulgaris

Loading...
Loading...
Abstract

In the present work, the pollutants of the municipal wastewater are reduced using Chlorella vulgaris microalgae. The pollutants that were treated are: Total organic carbon (TOC), Chemical oxygen demand (COD), Nitrate (NO3), and Phosphate (PO4). Firstly, the treatment was achieved at atmospheric conditions (Temperature = 25oC), pH 7 with time (1 – 48 h). To study the effect of other microorganisms on the reduction of pollutants, sterilized wastewater and unsterilized wastewater were used for two types of packing (cylindrical plastic and cubic polystyrene) as well as algae's broth (without packing), where the microalgae are grown on the packing then transported to the wastewater for treatment. The results showed that the other microorganism in unsterilized wastewater can slightly contribute in the treatment. Packing of cylindrical plastic is more effective than the cubic polystyrene, and microalgae's broth gives better results than the two types of packing. The treatment in the first hours was performed quickly while in the last hours, it was very slow. Then, the following parameters in the range of (temperature: 20 – 35o) pH (5 – 8), volume ratio of wastewater to microalgae's broth (1 – 2.5) were studied for sterilized wastewater and constant treatment time equal to 48 h. The results showed that the maximum reduction of pollutants are: TOC = 92.3%, NO3 = 65.2%, PO4 = 93.2% at T = 35oC, pH 8, and (wastewater/algae broth) ratio = 1, and COD = 85.6% at T = 30oC, pH 7, and (wastewater/ algae broth) ratio = 1. The temperature and pH have little effect on the reduction of pollutants compared with the wastewater/algae broth ratio. The adsorption isotherm for pollutant was also studied for three types of isotherm; linear, Freundlich, and Langmuir. The results showed that the treated pollutants are the Langmiur adsorption isotherm.في هذا البحث تم خفض ملوثات مياه صرف البلدية باستخدام الطحالب المجهرية Chlorella vulgaris. الملوثات التي تم معالجتها هي: مجموع المركبات الكربونية (TOC)، الطلب على الأوكسجين الكيميائي (COD)، النترات (NO3)، والفوسفات (PO4). اُنجزت المعالجة انجزت في الظروف الجوية الأعتيادية (درجة الحرارة = 25 درجة مئوية) ، درجة الحموضة 7 مع الوقت (1- 48 ساعة). لدراسة تأثير الكائنات الحية الدقيقة الأخرى على الحد من الملوثات ، تم استخدام مياه الصرف الصحي المعقم ومياه الصرف غير المعقمة لنوعين من الحشوات (بلاستيك أسطواني الشكل وبوليستيرين مكعبة الشكل) وكذلك مرق الطحالب (بدون حشوة) ، حيث تنمى الطحالب على الحشوات ثم تنقل إلى مياه الصرف الصحي للمعالجة. وأظهرت النتائج أن الكائنات الحية الدقيقة الأخرى في مياه الصرف غير المعقمة من الممكن أن تساهم بصورة قليلة في المعالجة. تبين أن الحشوات البلاستيكية اسطوانية الشكل أكثر فعالية من البوليستيرين المكعب ، كما أن حساء الطحالب يعطي نتائج أفضل من الطحالب المزروعة على الحشوات لكلا النوعين أعلاه. كانت المعالجة في الساعات الأولى سريعة بينما كانت المعالجة للساعات الأخيرة بطيئة للغاية. بعد ذلك تم دراسة المؤثرات الأتية في نطاق (درجة الحرارة: 20– 35 هم) درجة الحموضة (5 - 8) ، ونسبة الحجم من مياه الصرف الصحي إلى مرق الطحالب (1 - 2.5) حيث استخدم مياه صرف معقمة وعند زمن معالجة يساوي 48 ساعة. أظهرت النتائج أن الحد الأقصى لخفض الملوثات هو: = TOC 92.3٪، NO3 = 65.2 ٪ ، PO4 = 93.2٪ عند درجة حرارة = 35 هم، درجة حموضة 8 ، ونسبة (مياه الصرف الصحي/ مرق الطحالب) = 1، وCOD = 85.6 ٪ عند درجة حرارة = 30 هم، درجة حموضة 7 ، ونسبة (مياه الصرف الصحي/ مرق الطحالب) = 1. درجة الحرارة ودرجة الحموضة لها تأثير قليل على خفض الملوثات مقارنة مع نسبة مياه الصرف الصحي/ مرق الطحالب. كذلك تمت دراسة علاقة الأمتزاز للملوثات لثلاثة أنواع من الأمتزاز؛ Linear، Freundlich و Langmuir. وأظهرت النتائج أن جميع الملوثات التي تم علاجها تتبع علاقة Langmuir الامتزازية.


Article
The Effect of Micro and Nano Material on Critical Heat Flux (CHF) Enhancement
تأثير المواد المايكروية والنانوية على تحسين تدفق الحرارة الحرجة

Loading...
Loading...
Abstract

The Nano materials play a very important role in the heat transfer enhancement. An experimental investigation has been done to understand the behaviors of nano and micro materials on critical heat flux. Pool boiling experiments have used for several concentrations of nano and micro particles on a 0.4 mm diameter nickel chrome (Ni-Cr) wire heater which is heated electrically at atmospheric pressure. Zinc oxide(ZnO) and silica(SiO2) were used as a nano and micro fluids with concentrations (0.01,0.05,0.1,0.3,0.5,1 g/L), a marked enhancement in CHF have been shown in the results for nano and micro fluids for different concentrations compared to distilled water. The deposition of the nano particles on the heater surface was the reason behind the enhancement of the wettability of the surface which will increase the CHF, this nano particles deposition will form a porous layer and the mechanism of the formation of this layers is that as vapor bubbles grow, the evaporating liquid in the micro layer leaves behind Nano particles which then will be concentrated at the base of the bubble to form this pours layer. The higher wettability can produce CHF enhancement, the enhancement ratio of Nano fluid is observed to be higher than that of micro fluid, the optimum enhancement ratios of nano fluid is (1 g/l) which observed to be 9.2 % for ZnO and 8.7% for Sio2, and also (1 g/l) for micro fluid which observed to be 8.1%for ZnO and 7.4%for SiO2.تؤدي المواد النانوية دورا مهما في تحسين انتقال الحرارة، وقد تم اجراء بحث تجريبي لفهم سلوكية المواد النانوية والمايكروية وتاثيرها على تدفق الحرارة الحرجة، تم اجراء هذه التجارب بوساطة استخدام سلك ذي معدن (Ni-Cr) قطره (0.4) ملم عند الضغط الجوي، تم استخدام اوكسيد الزنك والسليكا بوصفها سوائل نانوية ومايكروية بتراكيز (0.01,0.05,0.1,0.3,0.5,1)غم/ لتر وقد اشارت نتائج هذه التجارب الى زيادة تحسين ملحوظ في تدفق الحرارة الحرجة لكل من السوائل النانوية والمايكروية لهذه التراكيز مقارنة مع الماء المقطر، ويرجع سبب هذا التحسين الى ترسب الجسمات النانوية على سطح المسخن الذي يؤدي الى تكوين طبقة مسامية على سطح المسخن وتؤدي هذه الطبقة الى زيادة قابلية سطح المسخن للبلل والتي تزيد من تدفق الحرارة الحرجة، ان ميكانيكية تكون هذه الطبقة المسامية على سطح المسخن يرجع الى انه خلال عملية غليان السوائل النانوية وظهور الفقاعات سوف يزداد بخار السائل مما يودي الى ترسب المواد النانوية على السطح بعد تبخر السائل مكونة هذه الطبقة حيث تعمل على تحسين قابلية سطح المسخن الى حد كبير، وقد وجد ان نسبة التحسين الامثل لاوكسيد الزنك عند استخدام (1غم/لتر) هي9.2% و8.7% للسيليكا للسوائل النانوية، وايضا (1 غم/ لتر) للسوائل المايكروية التي لوحظت ان تكون 8.1% لأوكسيد الزنك و7.4% للسيليكا.


Article
Experimental Study of Drug Delivery system for Prednisolone Loaded and Released by Mesoporous Silica MCM-41
دراسة تجريبية لنظام توصيل دواء البريدنيزولون المحمل والمحرر من قبل السليكا MCM-41

Loading...
Loading...
Abstract

In the present study, nanoporous material type MCM-41 was prepared by the sol-gel technique and was used as a carrier for prednisolone (PRD) drug delivery. The structural properties of mesoporous were fully characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption /desorption and Fourier-transform infrared (FTIR). The mass transfer in term of adsorption process (loading) and desorption process (releasing) properties were investigated. The maximum drug loading efficiency was equal to 38% and 47.5% at different concentrations. The PRD released was prudently studied in water media of pH 6.8 simulated body fluid (SBF) in according to "United State Pharmacopeia (USP38)". The results proved that the release of prednisolone from MCM-41 was (69.4%) after 24 hr. The data of the released PRD was found to be submitted to a Korsmeyer–Peppas model. في هذه الدراسة ، حضرت المادة النانوية نوع MCM-41 بوساطة تقنية sol-gel واستخدمت ناقلا لتوصيل دواء بريدنيزولون. خصائص هيكل المادة النانوية تم توصيفها بالكامل عن طريق حيود الأشعة السينية (XRD) ، N2 امتزاز / الامتصاص و جهاز مطياف الاشعة تحت الحمراء FTIR . تم تحقيق خصائص انتقال الكتلة في عملية الامتزاز (التحميل) و عكس عملية الامتزاز (التحرر). كانت كفاءة تحميل الدواء القصوى (38 ٪ و 47.5 ٪) في تراكيز مختلفة. تمت دراسة تحرر دواء البردنيزولون بعناية في الوسط المائي من سوائل الجسم المحاكية (SBF) عند الاس الهيدروجيني ذي القيمة 6.8 وعلى وفق الولايات المتحدة للأدوية ووجد أن تحرر دواء بريدنيزولون من MCM-41 كان (69.4 ٪) بعد 24 ساعة . بيانات تحرر PRD وجدت انها تخضع لمعادلة .Korsmeyer – Peppas


Article
The Effect of Adding Carboxymethyl Cellulose and Zinc Sulfate on the Corrosion Characteristics of the Drilling Fluid
تأثير إضافة كربوكسيل ميثيل السيليلوز وكبريتات الخارصين على خصائص التآكل لسائل الحفر

Loading...
Loading...
Abstract

Drilling solutions can be considered as an intricate mixture comprising of number of chemical additives which aid specific needs such as controlling the rheological properties and reducing corrosion. Inhibitors are substances that are added in small concentrations to corrosive environment to decrease the corrosion. Their applications can be found in drilling equipments. The effect of adding Zinc Sulphate and Carboxymethyl Cellulose to study their influence on the corrosion of carbon steel in Bentonite mud has been evaluated using Weight Loss Technique. This study focuses on determining rheological properties and corrosion characteristics. Results show CMC and ZnSO4 work as inhibitors when added to the Bentonite with inhibition efficiency was approximately equal to 50%.سوائل الحفر هي سوائل معقدة تتكون من العديد من الإضافات التي تؤدي دورا محدداً مثل السيطرة على الخصائص الريولوجية والحد من التآكل. اما مثبطات التاكل فهي المواد التي تضاف في تراكيز صغيرة جدا لبيئة التآكل لتقليل عملية التآكل. وتعد معدات الحفر واحدة من تطبيقاتها. تم في هذا البحث تقويم تأثير إضافة كربوكسيل مثيل سيليلوز و كبريتات الخارصين لدراسة تأثيرها على تآكل الكربون الصلب في طين البنتونيت باستخدام تقنية فقدان الوزن. تركزت هذه الدراسة على تحديد الخصائص الريولوجية وخصائص التآكل. أظهرت النتائج ان اضافة مادة كبريتات الخارصين والكاربوكسيل المثيلي إلى البنتونيت بوصفها مثبط تاكل يعمل على تقليل التاكل الى نسبة مقدارها 50٪ تقريبا.


Article
Removal of Dissolved Trivalent Chromium Ions from Contaminated Wastewater using Locally Available Raw Scrap Iron-Aluminum Waste
ازالة ايونات الكروم ثلاثية التكافؤ من المياه الملوثة باستخدام فضلات برادة الحديد- المنيوم والمتوفرة محليا

Loading...
Loading...
Abstract

The present study is to investigate the possibility of using wastes in the form of scrap iron (ZVI) and/ or aluminum ZVAI for the detention and immobilization of the chromium ions in simulated wastewater. Different batch equilibrium parameters such as contact time (0-250) min, sorbent dose (2-8 g ZVI/100 mL and 0.2-1 g ZVAI/100 mL), initial pH (3-6), initial pollutant concentration of 50 mg/L, and speed of agitation (0-250) rpm were investigated. Maximum contaminant removal efficiency corresponding to (96 %) at 250 min contact time, 1g ZVAI/ 6g ZVI sorbent mass ratio, pH 5.5, pollutant concentration of 50 mg/L initially, and 250 rpm agitation speed were obtained. The best isotherm model for the batch single Cr(III) uptake by ZVI and / or ZVAI sorbent was found to follow Langmuir (I) with corresponding R2greater than 0.9115. Kinetics data for the sorption of Cr(III) onto ZVAI/ZVI mixture and due to the good agreement between the fitted and the experimental results; the data was found to obey the pseudo second order model at which the chemisorptions mechanism was the most dominant in the sorption process. Scanning electron microscopy (SEM) for the ZVI and ZVAI has revealed highly surface changes and saturation by contaminant and apparent pores blockage that hindered and ceased the sorption process. تعكف الدراسة الحالية على امكانية استخدام ملوثات اخرى بشكل فضلات برادة الحديد والالمنيوم متوافرة محليا وتفيد في احتجازايونات الكروم والحد من حركتها في نموذج من المياه الملوثة. لقد تم اختبار معالم مختبرية مختلفة في اختبارات الوجبة مثل زمن التماس (0-250) دقيقة، جرعة (0.25-1) غم برادة المنيوم و(2-8) غم برادة حديد 100مل من المحلول المائي الملوث، دالة حامضية (3-6)، وسرعة تقلّب (0-250) دورة في الدقيقة حيث تحققت 96% ازالة للكروم مقترنة بأفضل معالم تجريبية وهي زمن التماس (250) دقيقة ،جرعة ((1 غم برادة المنيوم و(6) غم برادة حديد 100مل من المحلول المائي الملوث، دالة حامضية (5.5)، تركيز ملوث بدائي ( (50 mg/L وسرعة تقلّب ( ( 250دورة في الدقيقة ومن خلال تجارب الوجبة تبيّن ان موديل لانكمير(I) هو الافضل لامتزاز الكروم على برادة الألمنيوم والحديد وبمعامل ارتباط اكبرمن 0.9115 ونتيجة للتقارب بين النتائج النظرية والعملية لامتزاز الكروم على خليط البرادتين وجدت ان بيانات التفاعل لامتزاز الكروم تخضع الى تفاعل الرتبة الثانية الكاذبة مما يدل على ان الامتزاز الكيميائي هو الميكانيكية المهيمنة في عملية الامتزاز. اظهرت نتائج الفحص المجهري (SEM) لبرادتي الحديد والالمنيوم مابعد التفاعل تغييرات جذرية في سطحها ومقدارا للتشبع من قبل الملوث والمسبب بغلق القنوات المسامية بشكل واضح وبالتالي اعاقة عملية الامتزاز وتوقفها.

Table of content: volume:15 issue:1