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: 2016 volume:12 issue:3

Article
Modeling the removal of Cadmium Ions from Aqueous Solutions onto Olive Pips Using Neural Network Technique
نمذجة ازالة ايونات الكادميوم من المحاليل المائيه على نوى الزيتون باستخدام تقنيه الشبكه العصبيه الاصطناعيه

Loading...
Loading...
Abstract

The uptake of Cd(II) ions from simulated wastewater onto olive pips was modeled using artificial neural network (ANN) which consisted of three layers. Based on 112 batch experiments, the effect of contact time (10-240 min), initial pH (2-6), initial concentration (25-250 mg/l), biosorbent dosage (0.05-2 g/100 ml), agitation speed (0-250 rpm) and temperature (20-60ºC) were studied. The maximum uptake (=92 %) of Cd(II) was achieved at optimum parameters of 60 min, 6, 50 mg/l, 1 g/100 ml, 250 rpm and 25ºC respectively. Tangent sigmoid and linear transfer functions of ANN for hidden and output layers respectively with 7 neurons were sufficient to present good predictions for cadmium removal efficiency with coefficient of correlation equal to 0.99798. The sensitivity analysis for outputs of ANN signified that the relative importance of initial pH equal to 38 % and it is the influential parameter in the treatment process, followed by initial concentration, agitation speed, biosorbent dosage, time and temperature. تم نمذجة امتزاز ايونات الكادميوم عللى نوى الزيتون بأستخدام الشبكه العصبيه الاصطناعيه المتكونه من ثلاث طبقات. اعتمادآ على 112 تجربة بطريقة الدفعة , تم دراسة تأثير زمن التماس (10-240) دقيقة, الدالة الحامضية للمحلول (2-6) , التركيز الابتدائي (50-250) ملغم/ لتر, كمية المادة المازه (0.01-15) غم/100مل , سرعة الاهتزاز(0-250) دوره/ثانية و درجة الحرارة (20-60) سيليزية . تم الحصول على اعلى امتزاز للكادميوم (= 92(% من خلال الظروف المثلى الاتية:60 دقيقة,50ملغم/لتر,1غم/100مل,250 دورة/دقيقة,25سيليزية.وقد وجد ان Tangent sigmoidودوال التحويل الخطية للشبكه العصبيه الاصطناعية لكل من الطبقة المخفية والخارجية على التوالي مع 7 عصبات كافية لايجاد توقعات جيدة لكفاءة ازالة الكادميوم مع معامل ارتباط يساوي 0.99798 أظهر تحليل الحساسية أن الدالة الحامضية الابتدائية تمتلك التاثير الاكبر على عملية المعالجة وبنسبة تصل الى 38% يليها التركيز الابتدائي ثم سرعة الاهتزاز ثم كمية الماده المازه ثم الوقت واخيرا درجة الحرارة.


Article
Produced Water Treatment Using Ultrafiltration and Nanofiltration Membranes
معالجة الماء المنتج بأستخدام أغشية الترشيح الفائق والترشيح النانوي

Loading...
Loading...
Abstract

The application of ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF) processes in the handling of raw produced water have been investigated in the present study. Experiments of both ultrafiltration and nanofiltration processes are performed in a laboratory unit, which is operated in a cross-flow pattern. Various types of hollow fiber membranes were utilized in this study such as poly vinyl chloride (PVC) UF membrane, two different polyether sulfone (PES) NF membranes, and poly phenyl sulfone PPSU NF membrane. It was found that the turbidity of the treated water is higher than 95 % by using UF and NF membranes. The chemical oxygen demand COD (160 mg/l) and Oil content (26.8 mg/l) were found after treatment according to the allowable limits set by means of world health organization WHO water quality standards. The final composition of SO4-2 (110 mg/l) and NO3 (48.4 mg/l) components within the produced water after treatment were agreed with the permissible limits of WHO, whereas Cl-1 (8900 mg/l) component is not in the allowable limits. Finally by the use of PVC, PES and PPSU hollow fiber membranes; this method is seen to be not sufficient to remove the salinity of the produced water. في هذا العمل تم دراسة تطبيق عمليات الترشيح الفائق(UF) والترشيح النانوي (NF) في معالجة الماء المصاحب للنفط. تم اجراء تجارب مختبرية لكلتا عمليات الترشيح الفائق والترشيح النانوي بطريقة الجريان المتقاطع. تم أستخدام عدة انواع من أغشية الألياف المجوفة في هذه الدراسة مثل أغشية بولي فاينيل كلورايد PVC UF وغشائين مختلفين من بولي ايثر سلفون PES NF وغشاء بولي فينيل سلفون .PPSU NF وجد ان عكورة الماء المعالج هي اكثر من 95 % بأستخدام أغشية UF و NF. الاوكسجين الكيمياوي المطلوبCOD (160 ملغم/لتر) ومحتوى الزيوت (26.8 ملغم/لتر) وجدو بعد المعالجة وفقا الى الحدود المسموح بها حسب مواصفات الماء القياسية لمنظمة الصحة العالمية WHO . ان التركيز النهائي لمركبات SO4-2 (110 ملغم/لتر) و NO3(48.4 ملغم/لتر) خلال الماء المصاحب للنفط بعد المعالجة قد توافقت مع الحدود المسموح بها من قبل منظمة الصحة العالمية WHO, في حين مركب Cl-1 ( 8900 ملغم/لتر) ليس من ضمن الحدود السموح بها. اخيرا بأستخدام اغشية الالياف المجوفة من نوع PVC, PES و PPSUفان هذه الطريقة غير كافية لازالة ملوحة المياه المنتجة.


Article
Helical Piles Embedded in Expansive Soil Overlaying Sandy Soil
الركائز اللولبية المغروسة فى تربة انتفاخية تستند على طبقة رملية

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, the behavior of square helical piles models (5×5) mm2 embedded in expansive soil bed overlaying a layer of sandy soil was investigated. The sand layer 200mm thickness was compacted into four sub layers in a steel container with diameter 400mm in size. Sandy soil layer was compacted into two relative densities 40% and 80%. The bed of expansive soil 300mm thickness was compacted into six sub layers on sandy soil layer. Model tests are performed with helical pile length 350mm, 400mm and 450mm and with helix diameter 15mm and 20mm. Also, one helix and double helix were used for these piles. Water was allowed to seep from bottom of sandy soil to reach surface of expansive soil through four sand drains around helical pile. This study revealed that the upward movement of helical piles decreases with increasing depth of embedment in the sandy layer, helix diameter and number of helix. The increase in these parameters provides anchorage against uplifting. Helical piles embedded in sandy soil of relative density (40%) have uplift movement more than helical piles of relative density (80%). فى هذه الدراسة تم دراسة تصرف الركائز اللولبية ذات مقطع مربع بابعاد (5x5) ملم مربع مغروسة بتربة انتفاخية تستند على طبقة من الرمل. التربة الرملية بسمك 200 ملم حدلت باربع طبقات فى اناء حديدى بقطر 400 ملم وتم حدلها بكثافة نسبية 40%و80%. التربة الانتفاخية بسمك 300ملم تم حدلها بست طبقات فوق التربة الرملية. استخدمت ركائز لولبية باطوال 350 ملم و 400 ملم و 450 ملم وصفائح لولبية دائرية بقطر 15ملم و 20 ملم واستخدمت بصورة احادية وثنائية لكل ركيزة. الماء اضيف الى التربة من الاسفل عن طريق التربة الرملية ويرتفع للاعلى عن طريق اربع مبازل رملية حول الركيزة. وجد من خلال هذه الدراسة ان حركة الركائز اللولبية للاعلى تقل بازدياد العمق فى التربة الرملية وزيادة قطر الصفيحة وعددها. الركائز اللولبية المغروسة فى التربة الرملية ذات الكثافة النسبية 40% تكون حركتها للاعلى اكثر من المغروسة فى ذات الكثافة النسبية 80% .


Article
Experimental and Prediction Using Artificial Neural Network of Bed Porosity and Solid Holdup in Viscous 3-Phase Inverse Fluidization
التجريبية والتنبؤ باستخدام الشبكة العصبية الاصطناعية لمسامية الطبقة والمحتوى الحجمي للطور الصلب في أبراج معكوس التمييع اللزج ثلاثية الطور

Loading...
Loading...
Abstract

In the present investigation, bed porosity and solid holdup in viscous three-phase inverse fluidized bed (TPIFB) are determined for aqueous solutions of carboxy methyl cellulose (CMC) system using polyethylene and polypropylene as a particles with low-density and diameter (5 mm) in a (9.2 cm) inner diameter with height (200 cm) of vertical perspex column. The effectiveness of gas velocity Ug , liquid velocity UL, liquid viscosity μL, and particle density ρs on bed porosity BP and solid holdups εg were determined. The bed porosity increases with "increasing gas velocity", "liquid velocity", and "liquid viscosity". Solid holdup decreases with increasing gas, liquid velocities and liquid viscosity. Solid holdup with "low density particles" shows a higher numerical quantity "than that in the beds" with "high density". Levenberg-Marquardt back propagation of "artificial neural network (ANNs)" was utilized to predict the bed porosity and solid holdup. The expected values are in an excellent relationship with the experimental values, where the advanced model is high-fidelity and own a large capacity to predict bed porosity and solid holdup. في هذا العمل، تم حساب مسامية الطبقة والمحتوى الحجمي للطور الصلب في أبراج معكوس التمييع اللزجة ثلاثية الطور باستخدام محاليل مائية للكربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) ونوعين مختلفين من جسيمات البولي اثيلين والبولي بروبلين ذوالكثافات الواطئة وبأقطار (5 ملم) في عمود من نوع (PERSPEX) وبقطر داخلي (0.092 م) مع ارتفاع (2 م). تم تحديد فعالية سرعة الغاز و السائل، لزوجة السائل، وكثافة الجسيمات على مسامية الطبقة والمحتوى الحجمي للطور الصلب. ووجد ان زيادة سرعة الغاز, سرعة السائل, ولزوجة السائل تؤدي الى زيادة مسامية الطبقة. اما المحتوى الحجمي للطور الصلب يقل عند زيادة سرعة الغاز, سرعة السائل, ولزوجة السائل. ووجد ان المحتوى الحجمي للطور الصلب للجزيئات منخفضة الكثافة تكون أعلى من الجزيئات ذي الكثافة العالية. وقد استخدم برنامج ليفينبيرك -ماركوارت العكسي للشبكة العصبية الاصطناعية لتنبؤ مسامية الطبقة والمحتوى الحجمي للطور الصلب. وظهرت القيم المتوقعة في اتفاق ممتاز مع القيم المقاسة، حيث ان النموذج المطور كان عالي الدقة ولديه نوعية كبيرة على التنبؤ.


Article
Gasoline, Ethanol and Methanol (GEM) Ternary Blends utilization as an Alternative to Conventional Iraqi Gasoline to Suppress Emitted Sulfur and Lead Components to Environment
استخدام خلائط تيرنرية من الجازولين والأيثانول والميثانول (GEM) كبديل لوقود الجازولين العراقي لتقليل مكونات الكبريت والرصاص المنبعثة الى البيئة

Loading...
Loading...
Abstract

Iraqi conventional gasoline characterized by its low octane number not exceed 82 and high lead and sulfur content. In this paper tri-component or ternary, blends of gasoline, ethanol, and methanol presented as an alternative fuel for Iraqi conventional gasoline. The study conducted by using GEM blend that equals E85 blend in octane rating. The used GEM selected from Turner, 2010 collection. G37 E20 M43 (37% gasoline + 20% ethanol+ 43% methanol) was chosen as GEM in present study. This blend used in multi-cylinder Mercedes engine, and the engine performance, and emitted emissions compared with that produced by a gasoline engine. The results show that this blend can formulate with available Iraqi produced materials. GEM ternary blend offers significant advantages in terms of engine performance compared to gasoline. Also, GEM higher useful compression ratio (HUCR) = 9.25 while gasoline HUCR=7.5. The increment in engine bp was 24.12%, BSFC reduced by 13.9% and brake thermal efficiency increased by 19.59%. The volumetric efficiency increased by 8.06%. Also, CO, HC concentrations were reduced by 30.5%, 25.16% respectively. Smoke opacity reduced by 46.49% and CO2 concentrations reduced by 5% as well as NOx concentrations that reduced by 1.75%. يتميز وقود الجازولين العراقي بانخفاض رقمه الأوكتاني الذي لا يتجاوز 82 وارتفاع محتواه من الكبريت والرصاص. في هذة الدراسة تم استخدام خليط مكون من ثلاثة مركبات أو خليط تيرنري مكون من الجازولين والأيثانول والميثانول كبديل للجازولين العراقي التقليدي. تمت الدراسة باستخدام خليط GEM مساوي في تصنيفة الوكتاني لخليط E85. تم اختيار خليط GEM من مجموعة Turner, 2010. فلقد اختير خليط G37 E20 M43 (37% جازولين + 20% ايثانول + 43% ميثانول) في الدراسة الحالية. تم استخدام هذا الخليط في محرك متعدد الأسطوانات نوع مرسيدس وتمت مقارنة اداء المحرك والملوثات المنبعثة عنه بتلك الناتجة عن محرك جازولين. بينت النتائج أنه يمكن تشكيل هذا الخليط من مواد عراقية متوفرة، ويوفر هذا الخليط فوائد كبيرة لحالة أداء المحرك مقارنة بالجازولين. إن نسبة الأنضغاط النافعة العليا له هي 9.25، بينما للجازولين كانت هذة النسبة 7.5. كما ازدادت القدرة المكبحية بحدود 24.12%، وقّلّ الأستهلاك النوعي المكبحي بحدود 13.9% وازدادت الكفاءة الحرارية المكبحية بحدود 19.59%. ازدادت الكفاءة الحجمية بحدود 8.06%. كذلك قلت تراكيز ملوثات CO و HC بحدود 30.5 و 25.16% على التوالي. وقلت عتامة الدخان بحدود 46.49% ومثلها تراكيز CO2 قلت بحدود 5% بينما تراكيز NOx فقد قلت 1.75%.


Article
Study the Effect of Different Reinforcements on the Damping Properties of the Polymer Matrix Composite
دراسة تأثير مواد التدعيم على خواص التخميد لمادة متراكبة ذات أساس بوليمري

Loading...
Loading...
Abstract

In this research, damping properties for composite materials were evaluated using logarithmic decrement method to study the effect of reinforcements on the damping ratio of the epoxy matrix. Three stages of composites were prepared in this research. The first stage included preparing binary blends of epoxy (EP) and different weight percentages of polysulfide rubber (PSR) (0%, 2.5%, 5%, 7.5% and 10%). It was found that the weight percentage 5% of polysulfide was the best percentage, which gives the best mechanical properties for the blend matrix. The advantage of this blend matrix is that; it mediates between the brittle properties of epoxy and the flexible properties of a blend matrix with the highest percentage of PSR. The second stage included reinforcing the best blend matrix of epoxy-polysulfide (the blend matrix with the best percentage of polysulfide resulted from the previous stage), by different volume percentages of short fibers (Carbon& Glass) separately and randomly. The volume percentages of fibers were (2.5%, 5%, 7.5%, and 10%). The third stage included reinforcing the blend composites with highest percentages of carbon and glass fiber, by different weight percentages of nano-particles (Red mud& Fly ash) separately. The weight percentages of particles were (0.5%, 1%, 1.5%, and 2%). The experimental results showed that blending polysulfide rubber with epoxy increased the damping ratio. As for reinforcement materials, they decreased the damping ratio, where glass fiber composites have significantly higher damping ratio than other composites.تم في هذا البحث دراسة خصائص التخميد لمواد متراكبة بأستخدام طريقة التناقص اللوغاريتمي لحساب نسبة التخميد. تم اعداد المواد المتراكبة المستخدمة في هذا البحث بثلاث مراحل. المرحلة الاولى تضمنت اعداد خلطات ثنائية من الايبوكسي وعدة نسب وزنية مختلفة من مطاط البولي سلفايد (0%, 2.5%, 5%, 7.5%, و 10%). لقد وجد ان النسبة الوزنية 5% لمطاط البولي سلفايد كانت أفضل نسبة والتي تعطي خصائص ميكانيكية جيدة لخليط المادة الأساس. ما يميز هذا الخليط المتراكب الناتج كونه يتوسط بين الصفات الهشة للأيبوكسي والصفات المرنة لخليط متراكب ممزوج مع اعلى نسبة بولي سلفايد. المرحلة الثانية تضمنت تدعيم افضل خليط المتراكب (الخليط المتراكب ذو النسبة المثلى من مطاط البولي سلفايد المختارة من المرحلة السابقة) , بنسب حجمية مختلفة من الياف الكربون والزجاج القصيرة (2.5%, 5%, 7.5%, و 10%) كلٍ على حدا وبتوزيع عشوائي. المرحلة الثالثة تضمنت تدعيم الخلائط المتراكبة مع اعلى نسبة الياف كربون وزجاج، بنسب وزنية مختلفة من الدقائق النانوية المتمثلة بالطين الأحمر والرماد المتطاير بشكل منفصل. النتائج العملية أظهرت بأن خلط مطاط البولي سلفايد مع الايبوكسي أدى الى زيادة نسبة التخميد. اما بالنسبة لمواد التدعيم، فأنها أدت الى نقصان نسبة التخميد, حيث ان متراكبات الياف الزجاج أظهرت قيم اعلى لنسبة التخميد مقارنة بباقي المتراكبات.


Article
Experimental Simulation of Natural Heat Convection from Finned Vertical Plate with Different Inclinations
محاكاة عملية للحمل الحراري الطبيعي من صفيحة عمودية مزعنفة بزوايا ميل مختلفة

Loading...
Loading...
Abstract

In this work an experimental simulation is made to predict the performance of steady-state natural heat convection along heated finned vertical base plate to ambient air with different inclination angles and configurations of fin array. Two types of fin arrays namely vertical fins array and V-fins array on heated vertical base plate are used with different heights and spaces. The influence of inclination angle of the plate , configuration of fins array and fin geometrical parameters such as fin height and fin spacing on the temperature distribution, base convection heat transfer coefficient and average Nusselt number have been plotted and discussed. The experimental data are correlated to a formula between average Nusselt number versus Rayleigh number for vertical plate and vertical fins array. The results indicate that the configuration of V-fins array gave best natural-convection heat transfer performance as base heat transfer coefficient about 20% greater compared with vertical fins array. Experimental simulation data and correlations of the present work are compared with a previous works shows good agreement. في هذا البحث، أجريت محاكاة عملية للتنبؤ بأداء أنتقال الحرارة بالحمل الطبيعي في الحالة المستقرة من صفيحة عمودية مزعنفة و مسخنة بزوايا ميل مختلفة وصفوف زعانف مختلفة الأشكال. أستخدم شكلان مختلفان من صفوف الزعانف على الصفيحة العمودية المسخنة هما مصفوفة الزعانف العمودية ومصفوفة الزعانف نوع-V وبأرتفاعات ومسافات بينية مختلفة. تـم دراسة تأثير كل من زاوية ميل الصفيحة المعدنية وشكل مصفوفة الزعانف والمتغيرات الهندسية للزعنفة كأرتفاع الزعنفة والمسافة بين زعنفة وأخرى على التوزيع الحراري و معامل أنتقال الحرارة بالحمل و معدل رقم نيسلت . تم التوصل الى علاقات تجريبية من البيانات العملية بين معدل رقم نسلت ورقم ريليه للصفيحة العمودية ومصفوفة الزعانف العمودية. بينت النتائج أداء أفضل لأنتقال الحرارة بالحمل الطبيعي لمصفوفة الزعانف نوع-V ومعامل أنتقال حرارة أكبر بحدود 20% مقارنة بمصفوفة الزعانف العمودية. تم مقارنة نتائج المحاكاة العملية و العلاقات التجريبية للبحث المقدم مع بحوث سابقة وكان التوافق جيد .


Article
Effect of Nano Powder on Mechanical and Physical Properties of Glass Fiber Reinforced Epoxy Composite
تأثير المساحيق النانويه على الخواص الميكانيكية والفيزيائية للمواد المركبة المدعمة بالالياف الزجاج

Loading...
Loading...
Abstract

Fiber reinforced polymer composite is an important material for structural application. The diversified application of FRP composite has taken center of attraction for interdisciplinary research. However, improvements on mechanical properties of this class of materials are still under research for different applications. In this paper we have modified the epoxy matrix by Al2O3, SiO2 and TiO2 nano particles in glass fiber/epoxy composite to improve the mechanical and physical properties. The composites are fabricated by hand lay-up method. It is observed that mechanical properties like flexural strength, hardness are more in case of SiO2 modified epoxy composite compare to other nano modifiers, were physical properties like density, water absorption are more in case of TiO2 modified epoxy composite. This may be because of smaller particle size of silica compare to others. تم في هذا البحث تحضير مواد متراكبه بواسطة طريقة القولبة اليدوية ودراسة خصائصها. تتكون المواد المتراكبة من راتنج الايبوكسي كماده اساس و3% كسر حجمي من ألياف الزجاج كمادة تقوية و 2% و4% و 6% لمساحيق نانويه ( اوكسيد الالمنيوم Al2O3, اوكسيد السليكون SiO2 , اوكسيد التيتانيوم TiO2 ). فحص الصلاده ومقاومة الانحناء والكثافه والامتصاصيه للكشف عن قيمها لكل نوع من المواد المتراكبة النانويه. اظهرت النتائج ان الايبوكسي غير المقوى يمتلك خواص اقل من المواد المتراكبة . عند اجراء اختبارات الكثافة فان النتائج اظهرت بان الكثافة تزاد مع زياد الكسر الحجمي وامتصاصية الماء والصلادة ومقاومة الانحناء بانها تزداد مع زيادة الكسر الحجمي مع اصغر حجم حبيبي .


Article
Experimental Study Using the Passive Solar Chimney for Evaporative Cooling With PCM and CFM as a Thermal Energy Storage
دراسة عملية لاستخدام المدخنة الشمسية السلبية في التبريد ألتبخير مع مادة ثنائية الطور ومصفوفة رغوة النحاس كخزان حراري

Loading...
Loading...
Abstract

In this work, a test room was built in Baghdad city, with (2*1.5*1.5) m3 in dimensions, while the solar chimneys (SC) were designed with aspect ratio (ar) bigger than 12. Test room was supplied by many solar collectors; vertical single side of air pass with ar equals 25, and tilted 45o double side of air passes with ar equals 50 for each pass, both collectors consist of flat thermal energy storage box collector (TESB) that covered by transparent clear acrylic sheet, third type of collector is array of evacuated tubular collectors with thermosyphon in 45o instelled in the bottom of TESB of vertical SC. The TESB was made from metallic iron sheets as a shell and fuelled by paraffin wax as phase change material (PCM). The PCM supported by copper foam matrix (CFM) to enhance thermal conductivity of wax. When heat is released from TESB to the air, a buoyancy force will be generated in chimney gaps. Then a difference in pressure between inside and outside test room leads to induce the air flow to test room through wet corrugated cellulose pad, where evaporative cooling (EC) occurs. Results of experimental work, that achieved in June, for 12 to24 hour in the test day, refer to effectiveness using EC to decrease the room temperature comparing. The system reduces test room temperature of up to 8.5~9.2 oC in 11:00 am to 3:00 pm and at highest effectiveness of EC, while minimum reduces in temperature of up to 3.5 oC in 8:00pm to 3:00 am. Also, the results showed the affectivity to using the TESB, during the night time for ventilation and EC, with lower effectiveness than from day time. The range of EC effectiveness equals 30.5-37.5 with a natural vent, while The maximum air change per hour (ACH) equals (3.8-6.187), and the maximum mass flow rate is equal to (36.651 kg.hr-1) at experimental evaluation of the system’s discharge coefficient value 0.371. خلال هذه الدراسة العملية, تم بناء غرفة اختبار معزولة بحجم (2*1.5*1.5) متر لكل من الطول والعرض وارتفاع الغرفة المبنية في في مدينة بغداد . بينما صمم كلا المداخن الشمسية ضمن نسبة طول الى عرض الفجوة الهوائية بمقدار اكبر من القيمة الحرجة 12. جهزت غرفة الاختبار بعدة أنواع من المجمعات الشمسية, فهنالك المدخنة العمودية الثابتة ذات الخزان الحراري المسطح والمدهون بدهان اسود غير لماع ومغلفة بسطح نفاذ للضوء وعازل حراريا, وهنالك المدخنة المائلة بزاوية 45 درجة والموصولة بالتوالي مع المدخنة الثابتة لزيادة ارتفاع المدخنة الكلي وتحسين توليد قوة الطفو, في هذه المدخنة ثلاثة خزانات حرارية على طول المدخنة مع وجود فجوتي هواء على طرفي المجمع لجريان الهواء خلالهما من خلال توليد قوة الطفو الازمة عن طريق زيادة انتقال الحرارة الى الهواء مع تامين منع حدوث جريان هواء خلفي. كما تم زراعة مجموعة من الانابيب الزجاجية المزدوجة والمفرغة من الهواء والتي في داخل كل واحده منها انبوب حراري وبدون حشوة (ثرموسايفون) حيث توصل هذه الانابيب المميلة بزاوية 45o الى النصف السفلي من الخزان الحراري للمدخنة الشمسية العمودية الثابتة. تم خزن حرارة الإشعاع الشمسي في المدخنة الشمسية باستخدام خزانات معدنية مغلونة تحتوي على مواد متغيرة الطور لها قابلية على خزن الحرارة ومدعمة برغوة معدنية لتحسين الموصلية الحرارية لمادة الخزن. تستخدم الحرارة المخزونة لتوليد قوة الطفو ومن ثم حث الهواء خلال المدخنة الشمسية وعمل تخلل ضغط داخل الغرفة, للسماح للهواء الخارجي النقي بالدخول عبر فتحات تحتوي على حشوه سليلوزية لها القابلية على امتصاص الماء, وبمرور الهواء فوق سطح الحشوة المبتلة مما يؤدي إلى حدوث التبريد ألتبخيري. أظهرت النتائج العملية والتي تم إجرائها في بداية ومنتصف الشهر السادس, إلى إمكانية خفض درجة حرارة حيز الاختبار ضمن فترة اختبار 24 ساعة متواصلة, حيث إن اقل فرق درجة حرارة بين حيز الاختبار وظرف الهواء الخارجي كانت ما يقارب 3.5 درجة مئوية عند الساعة 20:00 مساءا وكذلك بفرق مماثل يحدث عند الساعة 03:00 صباحا, اما اعلى فرق في درجة الحرارة بمقدار 9.2-8.5 درجة مئوية ويحدث خلال 11:00- 15:00 من عمر فترة الاختبار. كما أظهرت النتائج فعالية استخدام الخزن الحراري الشمسي, لفترة ما بعد المغيب مع ملاحظة انخفاض في فعالية التبريد التبخيري , بلغت مدى فعالية التبريد التبخيري 30.5- 37.5 ضمن جريان الهواء الطبيعي, اما تهوية الحيز فكان بمعدل (3.8-6.187) خلال الساعة ضمن معامل تدفق خلال المنظومة 0.371, واكبر معدل تدفق كتلي للهواء فكان بمقدار .(36.651 kg.hr-1)


Article
The Effect of Magnetic Field with Nanofluid on Heat Transfer in a Horizontal Pipe
تأثير المجال المغناطيسي مع السوائل متناهية الصغر على انتقال الحرارة في انبوب افقي

Loading...
Loading...
Abstract

This work presents an experimental study of heat transfer and flow of distilled water and metal oxide nanofluid Fe3O4-distilled water at concentrations of (φ = 0.3, 0.6, 0.9 %) by volume in a horizontal pipe with constant magnetic field. All the tests are carried out with Reynolds number range (2900-9820) and uniform heat flux (11262-19562 W/m2). The results show that, the nanofluid concentration and magnetic intensity increase, the Nusselt number increases. The maximum enhancement in Nusselt number with magnetic nanofluid is (5.4 %, 26.4 %, 42.7 %) for volume concentration (0.3, 0.6, 0.9 %) respectively. The enhancement is maximized with magnetic intensity (0.1, 0.2, 0.3 tesla) respectively to (43.9, 44.3, 46 %) with volume concentration (0.9 %). The heat transfer enhancement decreases with the increasing of Reynold number with using magnets. The friction factor increases with nano volume concentration increase and the intensity of magnet and decreases with increase of Reynold number. تم في هذا البحث إجراء دراسة عملية في انتقال الحرارة والجريان للمائع المتناهي الدقة في أنبوب أفقي مسخن بثبوت الفيض الحراري. تمت الدراسة العملية بأستخدام مائع متناهي الدقة مكون من الماء المقطر ورابع اوكسيد الحديد الممغنط (Fe3O4 (80nm) – distilled Water) ضمن تراكيز (φ = 0.3, 0.6, 0.9 %) حجمية كذلك استخدم مغانط ثابتة الشدة(0.1, 0.2, 0.3 tesla) في البحث. تم اجراء كافة التجارب في جريان اضطرابي لمدى عدد رينولد (2900-9820) ومدى فيض حراري ( W/m2 11262-19562). تم ملاحظة للمائع المتناهي الصغر انه كلما يزداد التركيز يزداد عدد نسلت وان اعظم تحسين للمائع الممغنط المتناهي الصغر كان (5.4 %, 26.4 %, 42.7 %) للنسب الحجمية (0.3, 0.6, 0.9 %) على التوالي واعظم تحسين بوجود مجال مغناطيسي ثابت مقداره (0.1,0.2,0.3 tesla) هو (43.9,44.3,46 %) على التوالي مع نسبة حجمية (0.9 %) , ونسبة التحسين تقل مع زيادة عدد رينولد مع حالة ااستخدام المجال المغناطيسي. معامل الاحتكاك يزداد مع زيادة النسبة الحجمية ويزداد مع زيادة شدة المجال المغناطيسي ويقل مع زيادة عدد رينولد.


Article
Experimental and Theoretical Study for Performance Enhancement of Air Solar Collectors by Using Different Absorbers
دراسة عملية و نظرية لتحسين أداء المجمعات الشمسية الهوائية باستخدام سطوح امتصاص مختلفة

Loading...
Loading...
Abstract

An experimental and theoretical study has been done to investigate the thermal performance of different types of air solar collectors, In this work air solar collector with a dimensions of (120 cm x90 cm x12 cm) , was tested under climate condition of Baghdad city with a (43° tilt angel) by using the absorber plate (1.45 mm thickness, 115 cm height x 84 cm width), which was manufactured from iron painted with a black matt. The experimental test deals with five types of absorber:- Conventional smooth flat plate absorber , Finned absorber , Corrugated absorber plate, Iron wire mesh on absorber And matrix of porous media on absorber . The hourly and average efficiency of the collectors were investigated for three values of mass flow rates (0.016 kg/s to 0.027 kg/s) for each type of collector and then the porosity for the last collector type was tested by changing the porosity of porous media. A typical air solar collector has been studied Theoretically to build a standard software for testing any type of air solar collectors with local weather data . From the experimental study it can be seen by using some obstacle material to the air flow (fins, corrugated absorber plate, iron wire mesh porous media on the absorber) could be enhanced the efficiencies not less than 4 % for finned type and 8 % for corrugated and 25 % for mesh and 30 % for porous media comparing with flat plate (smooth) collector . Theoretically, the results showed that the collector with high convention heat transfer coefficient porous media has high hourly efficiency about (η = 56 %) and iron wire mesh on absorber ( η = 52 % ), on the other side the minimum performance occurred in the flat plate absorber (η = 28 %). Comparison of results reveals that the theoretical predictions agree reasonably well with experimental results. And the difference between the theoretical and experimental efficiency in general was between (1─ 15 %). تم القيام بدراسة عملية ونظرية لبحث الأداء الحراري لأنواع مختلفة من المجمعات الشمسية الهوائية, في هذا العمل ابعاد المجمع الشمسي الهوائي (120 cm x90 cm x12 cm) تم اختباره تحت الظروف المناخية لمدينة بغداد بزاوية ميل للمجمع،43°) ) باستخدام لوح امتصاص (1.45 mm thickness) , (115 cm height × 84 cm width)الذي تم تصنيعه من الحديد مطلي بطلاء اسود مطفي. تم التعامل في الاختبار العملي مع خمسة أنواع من سطوح الامتصاص : - السطح المستوي الاملس التقليدي (flat plat), زعانف على سطح الامتصاص (fins), سطح الامتصاص المتعرج ( (corrugated, مشبك معدني من الحديد (wire mesh) , وحشوه وسيط مسامي على لوح الامتصاص (porous). ان الكفاءة الساعية ومعد ل الكفاءة تم تحقيقها على ثلاث قيم من معدل التدفق (0.016 kg/s to 0.027 kg/s) لكل نوع من المجمعات الشمسية وأيضا تم اختبار المسامية للنوع الاخير عن طريق تغيير قيمه المسامية لحشوه الوسيط المسامي. تم دراسة نظريا أنموذج للمجمع الشمسي الهوائي وذلك لأنشاء برنامج قياسي لاختبار اداء أي نوع من المجمعات الشمسية على بياناتنا الجوية المحلية. من الدراسة العملية يمكن ان نلاحظ بواسطة استعمال بعض الاعاقات لمجرى الهواء (fins, corrugated absorber plate, Iron wire mesh, pours media) بانه قد امكن من تحسين الكفاءات ليس باقل من (4 % for finned type) و(8 % for corrugated) و(25 % for wire mesh) و(30 % for porous media) وذلك بالمقارنة مع المجمع الشمسي المستوي التقليدي . نظريا , أظهرت النتائج بان المجمع الشمسي ذو المعامل العالي لانتقال الحرارة هو الاعلى كفاءه وهو (pours media η = 56 %) ومن ثم يأتي ( Iron wire mesh η= 52%) في حين ان الاداء الاقل يحصل عند (flat plate η = 28 %.). مقارنة النتائج تظهر أن التوقعات النظرية تتفق بشكل منطقي مع النتائج التجريبية . وكانت عموماً الفروقات بين الكفاءة النظرية والعملية ما بين (1─ 15 % ) .


Article
Mechanical Properties of MIG Joints for Dissimilar Aluminum Alloys (2024-T351 and 6061-T651)
الخواص الميكانيكية لوصلات لحام القوس الكهربائي (MIG) من سبائك الالمنيوم غير المتشابهة (2024 T351, 6061-T651)

Loading...
Loading...
Abstract

The research aims to investigate the effects of GMAW or MIG welding process on the mechanical properties of dissimilar aluminum alloys 2024-T351 and AA 6061- T651. A series of experimental techniques have been conducted to evaluate mechanical properties of the alloys, by carrying out hardness, tensile and bending tests for welded and un-welded specimens. Metal inert gas (MIG) has been carried out on sheet metal using ER- 4043(AlSi5) as a filler metal and argon as shielded gas. The welded joints were tested by X-ray radiography and Faulty pieces were excluded. Welding joints without defects are subjected to heat treatment including heating the joints in furnace to 170 °C for half an hour then air cooling to relief welding stress. Tensile test was implemented for all specimens which prepared in the dimensions according to ASTM 17500 by using Testing machine smart series with preload value 100 kN. Vickers hardness test and microstructure examination were made, the last test was bending test which implemented on the welded and un welded specimens which machined into standard test specimen dimensions. Results of mechanical properties Using MIG welding process appear a general decay compared with un welded and in the dissimilar joint comparing with parent metal that is due to the microstructure change during the welding process. The location of the failure for welded specimens after all mechanical test was found predominantly along the heat affected zone ( HAZ ).but Unwedded specimens were failed near the center line of the specimen. يهدف البحث الى بيان تاثير طريقة لحام القوس الكهربائي المحمي بالغاز على الخواص الميكانيكية لسبائك غير متماثلة من سبائك الالمنيوم عالية المتانة هما -T32024 , 6061-T6 حيث تضمن البحث اجراء سلسلة من التجارب التقنية لتقييم الخواص الميكانيكية للسبائك الملحومة وغير الملحومة وهي خصائص الشد و الصلادة, والحني والبنية المجهرية .انجز اللحام على صفيحتين من السبائك اعلاه للحصول على وصلات تناكبية بالابعاد 200)*100*8) ملم بعد عمل زاوية تحضيرية من جهة واحدة مقدارها 70 درجة حرف(V) ووصلة اخرى بنفس الابعاد بدون زاوية باستخدام سلك لحام 4043 ER والاركون كغار حماية بعد عملية اللحام والتاكد من خلو الوصلة من العيوب من خلال فحصها بواسطة جهاز X-ray radiographyاجريت معاملة حرارية تضمنت تسخين الوصلة في فرن كهربائي عند درجة حرارة 170 درجة مئوية لمدة نصف ساعة ثم التبريد بالهواء بهدف ازالة اجهادات اللحام .تم تحضير عينات اختبار الشد من وصلات اللحام والمعدن الاساس وفق المواصفة القياسية ASTM17500 وكذلك عينات اختبارالحني وفق المواصفةASTM (E 190-92) ثم اجراء عمليات تحضير من تنعيم وصقل لغرض فحص البنية المجهرية لمناطق اللحام والمعدن الاساس واجري اختبار صلادة عيانية, وصلادة دقيقة لبيان تأثير اللحام على الخواص الميكانيكية .اظهرت النتائج انخفاض في الخواص الميكانيكية للعينات الملحومة مقارنة بالمعدن الاساس وللسبائك غير متماثلة مع السبيكه الاساس وان موقع الفشل في منطقة الوسط للعينات اما العينات الملحومة فقد ظهر الفشل في المنطقة المتاثرة بالحرارة.

Table of content: volume:12 issue:3