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: 2014 volume:10 issue:3

Article
Comparison of Fatigue Life Behavior between Two Different Composite Materialssubjected to Shot Peening at Different Times
مقارنة سلوك عمر الكلال لمادتين مركبتين مختلفتين تحت تأثير أزمنة مختلفة للسفع بالكرات

Loading...
Loading...
Abstract

This paper investigated the fatigue life behavior of two composite materials subjected to different times of shot peening (2, 4 and 6 min).The first material prepared from unsaturated polyester with E-glass reinforcement by 33% volume fraction. While, the second one was prepared from unsaturated polyester with aluminum powder by2.5% volume fraction. The experimental results showed that the improvement in endurance limit was obtained (for the first material) at 2, 4 and 6 min shot peening times where the percentage of maximum improvement was 25% at shot peening time of 6 min. While, the endurance limit of the second material decreased at shot peening times of 2, 4 and 6 min where the percentage of maximum reduction was 29 % at shot peening time of 6 min. The verification of experimental results was done using ANSYS.14 workbench with a good agreement in behavior between the experimental and numerical.تم في هذا البحث دراسة تأثر سلوك عمر الكلال لمادتين مركبتين خاضعتين لأزمنة مختلفة من السفع بالكرات (2 و 4 و 6 دقائق). المادة المركبة الاولى حُضرت من مادة البولي أستر غير المشبع مع مدعمات من الليف الزجاجي بكسر حجمي 33 %. بينما كانت المادة الاخرى محضرة من البولي أستر غير المشبع مع مسحوق الالمنيوم بكسر حجمي 2.5 %. أظهرت النتائج العملية بأن التحسن في حد الكلال قد حصل للمادة الاولى عند أزمنة سفع بالكرات (2 و 4 و 6 دقائق) حيث كانت أقصى نسبة مئوية للتحسن 25 % عند زمن سفع بالكرات قدره 6 دقائق. بينما قلّ حد التحمل للمادة الثانية عند أزمنة السفع بالكرات (2 و4 و 6 دقائق) حيث كان أقصى نقصان بنسبة مئوية 29 % عند زمن سفع بالكرات قدره 6 دقائق. وتمت برهنة النتائج العملية باستخدام برنامج (ANSYS.14 workbench) وبمقبولية جيدة بين العملي والتحليل النظري.


Article
Using TermoDeck System for Pre-Cooling/ Heating to Control the Building Inside Conditions
إستخدام نظام الترمودَك للتبريد/ التسخين الأوّلي للسّيطرة على الظروف الداخلية للبناية

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, experimental study has been done for temperature distribution in space conditioned with Ventilation Hollow Core Slab (TermoDeck) system. The experiments were carried out on a model room with dimensions of (1m ×1.2m ×1m) that was built according to a suitable scale factor of (1/4). The temperature distributions was measured by 59 thermocouples fixed in several locations in the test room. Two cases were considered in this work, the first one during unoccupied period at night time (without external load) and the other at day period with external load of 800W/m2 according to solar heat gain calculations during summer season in Iraq. All results confirm the use of TermoDeck system for ventilation and cooling/heating purposes in arid and hot climate for its ease, simple and good comfort performance and to save energy and improve the overall energy performance of the building by reducing the peak load.تم في هذا البحث اجراء دراسة عملية لتوزيع درجات الحرارة في حيّز مكيَّف بنظام تهوية البلاطة المجوفة (ترموديك). أُجريَت التجارب على انموذج مصغّر لغرفة بأبعاد (1m1.2m1m)، والذي بُنِيَ على أساس مقياس رسم مناسب هو (14). تم قياس توزيع درجات الحرارة بوساطة تثبيت (59) مزدوجاً حراريا في مناطق و مقاطع متعددة. أُخذت حالتان في هذا العمل صُنِّفت على اساس عدم انشغال الحيز أي خلال فترة الليل (دون وجود حمل خارجي) والاخرى خلال فترة النهار أي بوجود حمل خارجي مقداره (800W/m2) وفقا لحسابات الكسب الحراري الشمسي الناتج من الاشعاع الشمسي خلال فصل الصيف في العراق .جميع النتائج أكّدت إستخدام نظام الترموديك لأغراض التهوية والتبريد/التسخين في أجواء الاقاليم الجافة لبساطتها واداءها الجيد من حيث الراحة الحرارية وخزنها للطاقة و تحسين اداء الطاقة الكليّة للبنايةعن طريق تقليل الحمل الاعظم.


Article
An Experimental Study of the Effect of Vortex Shedding on Solar Collector Performance
دراسة عملية لتأثير انبثاق الدوامات على كفاءة المجمع الشمسي

Loading...
Loading...
Abstract

In this work, the effect of vortex shedding on the solar collector performance of the parabolic trough solar collector (PTSC) was estimated experimentally. The effect of structure oscillations due to wind vortex shedding on solar collector performance degradation was estimated. The performance of PTSC is evaluated by using the useful heat gain and the thermal instantaneous efficiency. Experimental work to simulate the vortex shedding excitation was done. The useful heat gain and the thermal efficiency of the parabolic trough collector were calculated from experimental measurements with and without vortex loading. The prototype of the collector was fabricated for this purpose. The effect of vortex shedding at different operation conditions was examined. The variation of angles of attack and wind velocity leads to different values of vortex loading coefficients and shedding frequencies. The relation between the dynamic characteristics and solar collector performance was evaluated. The finite element method was used to estimate the dynamic characteristic of the solar collector in addition to experimental work to evaluate the relation between the dynamic behavior of the collector and its performance. في هذا البحث, أجريت دراسة تأثير انبثاق الدوامات على أداء المجمع الشمسي المصمم بشكل القطع المكافئ عملياً. تناولت الدراسة تأثير تذبذب الهيكل الناتج عن انبثاق الدوامات على نقصان كفاءة أداء المجمع. وتضمنت الدراسة حساب أداء المجمع باستخدام الكسب الحراري والكفاءة الحرارية. وقدمت محاكاة الإثارة الناتجة عن انبثاق الدوامات عملياً. تضمن البحث حساب الكسب الحراري والكفاءة الحرارية للمجمع الشمسي من قياسات عملية بدون تأثير انبثاق الدوامات وبوجود تأثير انبثاق الدوامات. كما وتم تصنيع انموذج من المجمع الشمسي لهذا الغرض. وتناولت الدراسة ايضا تأثير انبثاق الدوامات عند ظروف تشغيل مختلفة. ان تغيير زوايا الهجوم وسرعة الرياح تؤديان الى قيم مختلفة في معاملات الحمل الناتج عن الدوامات وكذلك تردد انبثاقها. تم ايجاد العلاقة بين الخواص الديناميكية للمجمع الشمسي وأداء المجمع الشمسي. كذلك استخدمت طريقة العناصر المحددة لدراسة المواصفات الديناميكية للمجمع الشمسي فضلا عن الجانب العملي لتقويم العلاقة بين السلوك الديناميكي للمجمع وأدائه.


Article
Trajectory Tracking Control for a Wheeled Mobile Robot Using Fractional Order PIaDb Controller
سيطرة تتبع الأثر للروبوتات المتحركة بعجلات باستخدام المسيطر الجزئي نوع PID

Loading...
Loading...
Abstract

Nowadays, Wheeled Mobile Robots (WMRs) have found many applications as industry, transportation, inspection, and other fields. Therefore, the trajectory tracking control of the nonholonomic wheeled mobile robots have an important problem. This work focus on the application of model-based on Fractional Order PIaDb (FOPID) controller for trajectory tracking problem. The control algorithm based on the errors in postures of mobile robot which feed to FOPID controller to generate correction signals that transport to torque for each driven wheel, and by means of dynamics model of mobile robot these torques used to compute the linear and angular speed to reach the desired pose. In this work a dynamics model of mobile robot was driven for the case where the centroid of mobile robot platform is not coincide with reference frame of mobile robot (i.e. reference frame is located at midpoint of driven wheels axis), while the inertia is counted for. The Evolutionary Algorithm has been used to modified the parameters (Kp, Kd, Ki,a, and b) of the FOPID controller for wheeled mobile robot. Simulation results show the effectiveness of the proposed control algorithm: that is demonstrated by applied this controller at four case studies (Circular trajectory, S-shape trajectory, Infinity trajectory, and Line trajectory at two cases, with presences of disturbance and without), these results shows good matching between desired trajectory and simulation one while error in posture goes to zero rapidly.للروبوتات المتحركة بعجلات ( WMRs ) العديد من التطبيقات في الوقت الحاضر في مجال الصناعة، النقل، والتفتيش وغيرها من المجالات الاخرى وبالتالي فإن أيجاد منظومة سيطرة لهذا النوع من الروبوتات لتقوم بتتبُع أثر معين تعد من المشكلات المهمة. هذا البحث يركز على على تطبيق انموذج مستند على المسيطر الجزئي نوع PID لحل مشكلة تتبُع الاثر. خوارزمية التحكم اعتمدت على تغذية الخطاء في موضع الروبوت المتحرك الى المسيطر (FOPID) لتوليد إشارات التصحيح التي تحول الى عزم دوران لعجلات القيادة ، تم حساب السرعة الخطية والسرعة الزاوية من خلال حل الانموذج الرياضي للحركة الديناميكية للروبوت المتحرك للوصول الى الوضع المطلوب . اشتق الانموذج الديناميكي للروبوت المتحرك للحالة التي لايتطابق فيها مركز الثقل مع الاطار المرجعي لمنصة الروبوت والتي اختيرت في منتصف محور عجلات القيادة ، كما تم الاخذ بنظر الاعتبار تأثير قوى القصور الذاتي للروبوت على الاطار المرجعي. استخدامت الخوارزمية التطوري لتعديل برامترات (Kp, Ki, Kd, a, and b) المسيطر الجزئي FOPID للروبوت المتحرك بعجلات. أظهرت نتائج المحاكاة فعالية المسيطر المقترح والذي تبين من تطبيق هذه المسيطر على أربعة انواع من المسارات ( مسار دائري، مسار شكل S ، مسار إنفينيتي ، و المسار المستقيم ولحالتين بوجود أضطراب خارجي و بدونه) ، كما بينت النتائج مطابقة جيدة لتتبع الاثر المطلوب وأن دالة الخطأ في الموضع تذهب بسرعة إلى الصفر


Article
Heterogeneous Photocatalytic Degradation for Treatment of Oil from Wastewater
ازالة الزيوت من المياه الملوثة باستعمال طريقة التحفيز الضوئي الغير متجانس

Loading...
Loading...
Abstract

In the present study, advanced oxidation process / heterogeneous photocatalytic process (UV/TiO2/Fenton) system was investigated to the treatment of oily wastewater. The present study was conducted to evaluate the effect of hydrogen peroxide concentration H2O2, initial amount of the iron catalyst Fe+2, pH, temperature, amount of TiO2 and the concentration of oil in the wastewater. The removal efficiency for the system UV/TiO2/Fenton at optimal conditions and dosage (H2O2 = 400mg/L, Fe+2 = 40mg/L, pH=5, temperature =30oC, TiO2=75mg/L) for 1000mg/L load was found to be 77%. Aluminum foil cover around the reactor and air bubbling were utilized in the experiments of photo Fenton UV/ H2O2/Fe+2 homogeneous and heterogeneous systems in order to improve the removal efficiency. The removal efficiency was improved to 81% for UV/TiO2/Fenton system . The reaction was found to be of a first order throughout the systems. تم في هذا البحث التحقق من امكانية استخدام طريقة الأكسدة المتقدمة / الغير متجانسة (UV/TiO2/Fenton) لمعالجة مياه الصرف الملوثة بالزيت. تم دراسة تاثير تركيز بيروكسيد الهيدروجي H2O2 ، التركيز الابتدائي لايون الحديد المحفز +F2، والدالة الحامضية ودرجة الحرارة، تركيز مادة TiO2والتركيز الاولي للزيت في مياه الملوثة. تم التوصل الى ان اكفئ إزالة كانت عند تركيز بيروكسيد الهيروجين =400 ملغم /لتر وتركيز الحديد المحفز =40ملغم /لتر ودالة حامضية =5 و درجة حرارة =30 درجة مئوية وتركيز ثاني اوكسيد التيتانيوم 75 ملغم / لتر عند تركيز اولي للزيت =1000 ملغم/ لتر بلغت 77%. بهدف زيادة الكفاءة تم تغطية جدار المفاعل بورق الالمنيوم اضافة الى ضخ الهواء مع المواد المتفاعلة, وبذلك ازدادت نسبة الازالة للنظام UV/TiO2/Fentonلتبلغ 81 % .


Article
Production of Bioethanol from Waste Potatoes
انتاج الايثانول الحيوي من نفايات البطاطا

Loading...
Loading...
Abstract

In this research, production of ethanol from waste potatoes fermentation was studied using Saccharmyses cerevisiae. Potato Flour was prepared from potato tubers after cooking and drying at 85°C. Homogenous slurry of potato flour was prepared in water at solid liquid ratio 1:10. Liquefaction of potato flour slurry with α-amylase at 80°C for 40 min followed by saccharification with glucoamylase at 65°C for 2 hr .Fermentation of hydrolysate with Saccharomyces cerevisiae at 35°C for two days resulted in production of 33 g/l ethanol. The parameters studied were; temperature, time of fermentation and pH. It was found that Saccharification process is affected by enzyme Amylo 300 concentration and concentration of 1000µl/100ml gives efficient effect of the process. The best temperature for fermentation process was found to be about 35oC. Also it was noticed that ethanol production was increased as time of fermentation increased but after 48 hr further increase in fermentation time did not have appreciable effect. Finally, the optimal value of pH for fermentation process was about 5 to 6. في هذا البحث تمت دراسة انتاج الايثانول من تخمير نفايات البطاطا باستخدام خميرة الخبز سكرومايسس سيرفيسيا. كما تم تحضير مسحوق البطاطا وذلك بطبخ درنات البطاطا وتجفيفها عند درجة حرارة 85مo. وتم كذلك تحضير مهروس البطاطا في الماء بنسبة 1:10 صلب- سائل ومعاملة المهروس مع انزيم الفا اميليز عند درجة حرارة 80مo لمدة40 دقيقة وبعدها معاملة الناتج مع انزيم كلوكواميليز عند درجة65 مo لمدة ساعتين. تمت عملية التخمير باستخدام خميرة سكرومايسيس سرفيسيا عند درجة 35 مo لمدة 48ساعة, تم الحصول على الايثانول بتركيز 33غم/ لتر . العوامل التي تمت دراستها في هذا البحث هي : درجة الحرارة, زمن التخمير,والدالة الحامضية(pH) . ووجد ان عملية تحويل النشا الى سكر تتاثر بتركيز انزيم الاميلو300 و ان افضل تركيز للانزيم هو 1000 مايكرولتر/100 مللتر. كماوجد ان تركيز الايثانول يزداد بزيادة زمن التخمير لحد 48ساعة ولم يلاحظ بعد هذا الزمن اي تأثير على الإنتاجية وكانت أفضل درجة حرارة لعملية التخمير هي 35 مo عند مدى (pH) من5 الى 6 .


Article
Experimental Performance of a Finned-tube Silica Gel Adsorption Chiller for Air-Conditioning Application
الأداء التجريبي لمبرد امتزازي ذو انبوب زعنفي للسيلكا جل لاغراض تبريد الهواء

Loading...
Loading...
Abstract

This work presents the construction of a test apparatus for air-conditioning application that is flexible in changing a scaled down adsorbent bed modules. To improve the heat and mass transfer performance of the adsorbent bed, a finned-tube of the adsorbent bed heat exchanger was used. The results show that the specific cooling power (SCP) and the coefficient of performance (COP) are 163 W/kg and 0.16, respectively, when the cycle time is 40 min, the hot water temperature is 90oC, the cooling water temperature is 30oC and the evaporative water temperature is 11.4oC.يعرض هذا البحث بناء جهاز اختبار لمنظومة تبريد الهواء يتسم بالمرونة في تغيير موديل وحدة الامتزاز. فمن اجل تحسين كفاءة انتقال الحرارة والمادة، تم استخدام مبادل حراري مزود بزعانف لوحدة الامتزاز . أظهرت النتائج أن سعة التبريد (SCP) ومعامل الأداء (COP) هي 163 واط / كجم و 0.16، على التوالي، عندما يكون وقت الدورة هو 40 دقيقة، ودرجة حرارة الماء الساخن 90 درجة مئوية،ودرجة حرارة مياه التبريد 30 درجة مئوية ودرجة حرارة الماء المبرد 11.4 درجة مئوية.


Article
Numerical Investigation of Transient Heat Conduction through a Thermal Insulation of Temperature Dependant Thermal Properties
تحري عددي لتوصيل الحرارة المتغير مع الزمن خلال عازل للحرارة ذات خواص حرارية متغيرة مع درجة الحرارة

Loading...
Loading...
Abstract

The two-dimensional transient heat conduction through a thermal insulation of temperature dependent thermal properties is investigated numerically using the FVM. It is assumed that this insulating material is initially at a uniform temperature. Then, it is suddenly subjected at its inner surface with a step change in temperature and subjected at its outer surface with a natural convection boundary condition associated with a periodic change in ambient temperature and heat flux of solar radiation. Two thermal insulation materials were selected. The fully implicit time scheme is selected to represent the time discretization. The arithmetic mean thermal conductivity is chosen to be the value of the approximated thermal conductivity at the interface between adjacent control volumes. A temperature dependent specific heat capacity proposed by a 4th Degree polynomial is fitted. A good agreement is obtained when the predicted results are compared with those obtained from the analytical solution.تم إجراء دراسة عددية لتوصيل الحرارة ثنائي البعد المتغير مع الزمن خلال عازل للحرارة ذات خواص حرارية متغيرة مع درجة الحرارة باستخدام طريقة الحجوم المحددة. تم افتراض أن هذه المادة العازلة كانت في البداية بدرجة حرارة منتظمة وثابتة. ثم تعرضت إلى تغير مفاجئ في درجة الحرارة وبقيمة ثابتة عند سطحها الداخلي وتعرضت إلى انتقال الحرارة بالحمل الحر مقترن بتغير دوري في درجة حرارة الجو وكمية الطاقة الحرارية نتيجة الإشعاع الشمسي. تم اختيار مادتين مختلفتين لعزل الحرارة. تم اختيار الانموذج الضمني التام ليمثل التجزئة الزمنية للحل العددي. تم اختيار قيمة المعدل الحسابي للتوصيل الحراري لتمثل القيمة التقريبية للتوصيل الحراري عند الحد الفاصل بين الحجوم المحددة المتجاورة. كما تم استخدام معادلة من الدرجة الرابعة لتمثل قيمة السعة الحرارية النوعية للعازل والتي تعتمد على درجة الحرارة. تم الحصول على توافق جيد عند مقارنة النتائج العددية مع تلك المتحصلة من الحل الرياضي.

Table of content: volume:10 issue:3