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:4

Article
High Order Sliding Mode Observer-Based Output Feedback Controller Design For Electro-Hydraulic System
تصميم مسيطر (Output feedback) لمنظومة الكهرو-هايدرولك استنادا الى مراقب النمط المنزلق عالي الرتبة

Loading...
Loading...
Abstract

A perturbed linear system with property of strong observability ensures that there is a sliding mode observer to estimate the unknown form inputs together with states estimation. In the case of the electro-hydraulic system with piston position measured output, the above property is not met. In this paper, the output and its derivatives estimation were used to build a dynamic structure that satisfy the condition of strongly observable. A high order sliding mode observer (HOSMO) was used to estimate both the resulting unknown perturbation term and the output derivatives. Thereafter with one signal from the whole system (piton position), the piston position make tracking to desire one with a simple linear output feedback controller after canceling the perturbation term. The numerical simulation results showed excellent performance of the proposed output feedback controller in forcing the piston position to follow the desired reference position. Moreover, the control effort spent was minimal. خاصية المراقبة القوية (Strong observability) للانظمة الخطية المضطربة تؤكد وجود مراقب ذي نمط منزلق لتخمين مداخل الاضطراب غير المعروفة (Unknown form inputs) مع تخمين متغيرات الحالة (State variables). في حالة نظام الكهرو-هايدروليك مع موقع مخرج المكبس المقاس (Piston position measured output) تلك الخاصية (Strong observability) غير متحققة. في هذا البحث, موقع المكبس و تخمين مشتقاته تستخدم لبناء هيكل ديناميكي لتحقيق خاصية المراقبة القوية. بعد ذلك المراقب ذو النمط المنزلق عالي الرتبة (High order sliding mode observer) يستخدم لتخمين كل من الاضطراب الناتج غير المعروف مع مشتقات المخرج (Output). بعد ذلك مع اشارة واحدة من النظام برمته (موقع المكبس), موقع المكبس يقوم بملاحقة موقع مرغوب به (Desired piston position) عن طريق مسيطر بسيط (Simple output feedback) وذلك بعد الغاء جزء الاضطراب. نتائج المحاكاة الرقمية تظهر اداء ممتاز للمسيطر المقترح (Output feedback) لاجبار موقع المكبس لتتبع موقع مرغوب به. علاوة على ذلك فأن جهد التحكم المصروف اقل ما يمكن.


Article
Path Planning of an autonomous Mobile Robot using Swarm Based Optimization Techniques
التنبؤ بأفضل مسار للروبوت المتنقل باستخدام خوارزميات الاسراب الأمثليه

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents a meta-heuristic swarm based optimization technique for solving robot path planning. The natural activities of actual ants inspire which named Ant Colony Optimization. (ACO) has been proposed in this work to find the shortest and safest path for a mobile robot in different static environments with different complexities. A nonzero size for the mobile robot has been considered in the project by taking a tolerance around the obstacle to account for the actual size of the mobile robot. A new concept was added to standard Ant Colony Optimization (ACO) for further modifications. Simulations results, which carried out using MATLAB 2015(a) environment, prove that the suggested algorithm outperforms the standard version of ACO algorithm for the same problem with the same environmental conditions by providing the shortest path for multiple testing environments.الهدف من البحث هو أيجاد افضل مسار للروبوت المتنقل وخال من الاصطدام بالعوائق الثابته بعد اعطاء نقطة البداية والنهاية بأستخدام خوارزميات الأسراب الامثليه "خليه النمل " خوارزمية النمل الامثليه استلهمت من السلوك الطبيعي للنمل في البحث عن الغذاء, تم اضافه مفهوم جديد (عمر النملة وتأثيرة على نسبة الفرمون الحشري), الخوارزمية تضمنت ايجاد اقصر واسلم مسار في بيئات مختلفه بتعقيدات مختلفة, اضيف حجم الروبوت الى الحجم الاصلي للعوائق الثابتة ثم معاملة الروبوت بوصفه نقطة, تم تنفيد النتائج باستخدام برنامج الماتلاب, واثبتت صحة الخوارزمية المقترحة بالمقارنة مع الخوارزمية الاصلية لنفس للهدف والظروف نفسها لأيجاد اقصر مسار لعدة تنفيذات.


Article
Path Planning of an Autonomous Mobile Robot using Enhanced Bacterial Foraging Optimization Algorithm
تخطيط مسار الروبوتات المتنقلة على أساس خوارزمية النهم للبكتريا المحسنة

Loading...
Loading...
Abstract

This paper describes the problem of online autonomous mobile robot path planning, which is consisted of finding optimal paths or trajectories for an autonomous mobile robot from a starting point to a destination across a flat map of a terrain, represented by a 2-D workspace. An enhanced algorithm for solving the problem of path planning using Bacterial Foraging Optimization algorithm is presented. This nature-inspired metaheuristic algorithm, which imitates the foraging behavior of E-coli bacteria, was used to find the optimal path from a starting point to a target point. The proposed algorithm was demonstrated by simulations in both static and dynamic different environments. A comparative study was evaluated between the developed algorithm and other two state-of-the-art algorithms. This study showed that the proposed method is effective and produces trajectories with satisfactory results. يقدم هذا البحث , وصفا لمشكلة تخطيط مسارالروبوتات المتنقلة في الزمن الحقيقي والمتمثلة بايجاد مسار امثل للروبوت من نقطة بداية والى نقطة نهاية على خريطة مسطحة بشكل مساحة ثنائية الابعاد. قدم خوارزمية محسنة لطريقة النهم للبكتريا لحل مسألت تخطيط المسار. ان هذه الخوارزمية المستوحاة من الطبيعة والتي تقلد عملية بحث عن المؤن لبكتريا مسماة بال ( أي كولاي) استخدمت لايجاد مسار من نقطة بداية الى نقطة نهاية. الخوارزمية المقترحة تم عرضها واثباتها عن طريق محاكاة لنوعين من البيئات المختلفة الثابتة والمتحركة. اجريت مقارنة بين الطريقة المطورة و طريقتين اخريين حديثة. هذا البحث اظهر فاعلية هذه الطريقة المقترحة في ايجاد مسارات بشكل مرضٍ.


Article
Using Smart Control System to Enhancement the Split Air Conditioning System Performance
استخدام نظام سيطرة ذكي لتحسين اداء منظومات التكييف ذات الوحدات المنفصلة

Loading...
Loading...
Abstract

In IRAQ, the air conditioners are the principal cause of high electrical demand. In summer, the outer temperature sometimes exceeds 500C which significantly effects on the A/C system performance and power consumed. In the present work, the improvement in mechanical and electrical performance of split A/C system is investigated experimentally and analytically. In this paper, performance and energy saving enhancement of a split-A/C system was experimentally investigated to be efficiently compatible with elevated temperature weathers. This improvement is accomplished via Smart Control System integrate with Proportional-Integral- Differential PID algorithm. The PIC16F877A micro-controller has been programmed with the PID and PWM codes to control the speed of the proposed DC condenser fan over wide range of speed, also it has been programmed to have a smart characteristics to protect the A/C system parts as the ability to detect a refrigerant leakage, condenser fan stop, and any obstacles for the fan air flow. A comparative study between the conventional and enhanced A/C system is performed. The results show that the proposed system exhibits better performance and saves more energy than the conventional one. The Coefficient of Performance (COP) of the split- A/C system are improved by about 20.56%.تعد منظومات تكييف الهواء في العراق السبب الرئيس لاستهلاك القدرة الكهربائية صيفاً. وأن درجات الحرارة في فصل الصيف قد تتجاوز الـ 50م˚ أحياناً, وهذا يؤثر بشكل ملحوظ على أداء ومقدار القدرة المستهلكة في منظومات تكييف الهواء. ان الدراسة الحالية تسعى الى تحقيق تحسين في الاداء والقدرة المستهلكة لمنظـــومات تكــــييف الهواء المنفصلـــة عند درجات الحرارة المرتفة للمحيط الخارجي, وذلك من خلال مكاملتها مع نظام ذكي مبرمج (Smart Control System SCS) والذي بدوره تمت مكاملته مع خوارزمية السيطرة المعروفة بـ (Proportional-Integral- Differential PID algorithm). ان المسيطر الدقيق (PIC16F877A micro- controller) تمت برمجته بخوارزمية السيطرة (algorithm PID) و (Pulse Width Modulation PWM) من اجل السيطرة على سرعة مروحة المكثف لمنظومة التكييف وبمدى واسع, وكذلك فان المسيطر المذكور تمت برمجته ليمتلك خصائص ذكية لحماية اجزاء المنظومة من التلف, مثل الكشف المبكر عن التسريب في مائع التثليج, توفق مروحة المكثف, و الكشف عن العوائق في مجرى الهواءالداخل للمكثف. بعد الحصول على النتائج العملية, تم عمل دراسة مقارنة للمنظومة التقليدية والمحسنة, حيث اظهرت النتائج ان النظام المقترح ظهر تحسين في اداء المنظومة و القدرة المستهلكة فيها مقارنةً مع المنظومة التقليدية. حيث ان معامل الاداء ( Coefficient of Performance COP) لمنظومة التكييف تحسن بمقدار ٪.20.56.


Article
Effect of Magnesium Addition on Corrosion Resistance of Aluminum -17%Silicon Alloy
تأثير أضافة المغنيسيوم على مقاومة االتآكل لسبيكة المينيوم – سيليكون 17%

Loading...
Loading...
Abstract

The electrochemical behavior of Al-17%Si alloy is investigated in 3.5wt% NaCl solution. Many alloys with addition of the different wt% magnesium metal of 1wt%, 2%, 3wt% ,4.5wt% ,and 9wt% were prepared by gravity die casting . The microstructures of prepared alloys were examined by optical and SEM microscopes. Corrosion behavior was investigated by using potentiostat instrument under static potentials test and corrosion current was recorded to determine corrosion resistance of all prepared samples. It was found that the addition of Mg metal improves the corrosion resistance of Al-17%Si alloy in 3.5%NaCl solution. The alloy containing 1%Mg shows less corrosion rate than the others while the alloys containing 4.5%Mg, 9%Mg content have the better pitting corrosion resistance than other alloys. في هذا البحث تم دراسة السلوك الكهروكيمياوي لسبيكة (Al- 17%Si) في محلول (3.5 wt% NaCl)، وذلك باضافة معدن المغنيسيوم للسبائك وبنسب مختلفة (1wt%, 2wt%, 3wt%, 4.5wt%, 9wt%) حيث تم تحضير السبائك بواسطة قوالب الصب بالجاذبية.وقد تم استعمال المجهر الضوئي والمجهر الالكتروني الماسح لفحص التركيب المجهري للسبائك. وتم بحث اسلوب التآكل بواسطة استعمال جهاز المجهاد الساكن (Potentiostat) وتحت اختبار الجهد الساكن وتم تسجيل تيار التأكل وحساب مقاومة التأكل لكل النماذج المحضرة. وقد لوحظ انه عند اضافة معدن المغنيسيوم يزيد من مقاومة التأكل في سبائك (Al-17%Si) في محلول (3.5% NaCl). ولوحظ ايضاً ان السبائك الحاوية على (1% Mg) اظهرت اقل معدل تآكل من السبائك الاخرى بينما كانت السبائك الحاوية على (9% Mg, 4.5% Mg) تمتلك افضل مقاومة للتاكل النقري من باقي السبائك.


Article
Experimental and Numerical Study of Collector Geometry Effect on Solar Chimney Performance
دراسة عملية وعددية لتأثير شكل المجمع على إداء المدخنة الشمسية

Loading...
Loading...
Abstract

There have been many advances in the solar chimney power plant since 1930 and the first pilot work was built in Spain (Manzanares) that produced 50 KW. The solar chimney power plant is considered of a clean power generation that needs to be investigated to enhance the performance by studying the effect of changing the area of passage of air to enhance the velocity towards the chimney to maximize design velocity. In this experimental and numerical study, the reduction area of solar collector was investigated. The reduction area that mean changing the height of glass cover from the absorbing plate (h1=3.8cm, h2=2.6cm and h3=1.28cm). The numerical study was performed using ANSYS Fluent software package (version 14.0) to solve governing equations. The aim of this work was to study the effect of change the height of reduction area to the design velocity (velocity move the blade of turbine at inlet in the chimney). The results showed that the third height (h3=1.28cm) gives the best result because when decreasing the height between the glass cover and absorbing plate, the area between them decreased and the design velocity increased then the efficiency of solar chimney model was increased. تطورت محطات التوليد الكهربائية بوساطة المدخنه الشمسيه منذ سنه 1930م .محطة الطاقة الشمسية تعد مولدا للطاقة النظيفة. الدراسة الحالية هي عملية وعددية عن منطقة الانخفاض في المجمع الشمسي.منطقة الانخفاض تعني تغير الارتفاع بين سقف المجمع الشمسي وبين صفيحة الامتصاص (قاع المجمع الشمسي) التي تكون ذات بعد معين عن مركز المجمع وهذا البعد يعتمد على حجم النوذج المستعمل.دُرِسٓ تغير ارتفاعات منطقة الانخفاض عمليا وعدديا حيث تم استخدم ثلاثة ارتفاعات ( 3.8، 2.6، 1.28) سم على التوالي.الهدف من هذا البحث هو دراسه تأثير ارتفاعات منطقة الانخفاض على السرعه التصميمية (السرع الذي تقوم بتحريك ريش التوربين الموجودة عند مدخل المدخنة). بينت النتائج ان استخدام الارتفاع 1.28سم هوالافضل والسبب في ذاك عند تقليل الارتفاع بين السقف والقاع تعني تقليل من مساحه الجريان داخل المجمع الشمسي مما يؤدي الى زياده في سرعة الجريان تؤدي الى زياده كفاءة المدخنة الشمسية.


Article
Prediction of Surface Roughness and Material Removal Rate in Electrochemical Machining Using Taguchi Method
التنبؤ بالخشونة السطحية ومعدل ازالة المادة في التشغيل الكهروكيميائي بأستخدام طريقة تاكوجي

Loading...
Loading...
Abstract

Electrochemical machining is one of the widely used non-conventional machining processes to machine complex and difficult shapes for electrically conducting materials, such as super alloys, Ti-alloys, alloy steel, tool steel and stainless steel. Use of optimal ECM process conditions can significantly reduce the ECM operating, tooling, and maintenance cost and can produce components with higher accuracy. This paper studies the effect of process parameters on surface roughness (Ra) and material removal rate (MRR), and the optimization of process conditions in ECM. Experiments were conducted based on Taguchi’s L9 orthogonal array (OA) with three process parameters viz. current, electrolyte concentration, and inter-electrode gap. Signal-to-noise (S/N), the analysis of variance (ANOVA) was employed to find the optimal levels and to analyze the effect of electrochemical machining parameters on Ra and MRR. The surface roughness of the workpiece was decreased with the increase in current values and electrolyte concentration while causing an increase in material removal rate. The ability of the independent values to predict the dependent values (R2) were 87.5% and 96.3% for mean surface roughness and material removal rate, respectively. تعتبر عملية التشغيل الكهروكيميائي واحدة من عمليات التشغيل اللاتقليدي لتشغيل الاشكال المعقدة للمواد ذات التوصيل الكهربائي صعبة التشغيل كسبائك النحاس , سبائك التيتانيوم, سبائك الفولاذ,الفولاذ المقاوم للصدأ, الخ . ان استخدام ظروف التشغيل المثالية تعمل على تقليل وقت التشغيل للماكنة وكذلك كلفة الصيانة وسوف تعمل على انتاج اجزاء ذات دقة عالية. في هذا البحث تم دراسة تأثير ظروف التشغيل على الخشونة السطحية ومعدل ازالة المعدن والظروف المثالية للعملية. انجزت الاختبارات بالاعتماد على مصفوفة تاكوجي العمودية مع ثلاثة ظروف تشغيل وهي التيار وتركيز المحلول ومقدار الفجوة بين الاداة والمشغولة. استخدمت نسبة الاشارة الى الضوضاء وتحليل التباين لايجاد المستويات الامثل وتحليل تأثير ظروف التشغيل على الخشونة السطحية وعلى معدل ازالة المادة. تقل الخشونة السطحية للمشغولة بزيادة قيم كل من التيار وتركيز المحلول في حين انه يسبب زيادة في معدل ازلة المادة. قابلية القيم المستقلة على التنبؤ بالقيم المعتمدة هي 87.5% و 96.3% للخشونة السطحية ومعدل ازالة المادة على التوالي

Keywords

ECM --- Carbon --- MRR --- --- Ra --- Taguchi Method.


Article
Optimization and Prediction of Process Parameters in SPIF that Affecting on Surface Quality Using Simulated Annealing Algorithm
الامثلية والتنبوء لمتغيرات عملية التشكيل النقطي التي تؤثر على جودة السطح الناتج باستخدام خوارزمية محاكاة التلدين

Loading...
Loading...
Abstract

Incremental sheet metal forming is a modern technique of sheet metal forming in which a uniform sheet is locally deformed during the progressive action of a forming tool. The tool movement is governed by a CNC milling machine. The tool locally deforms by this way the sheet with pure deformation stretching. In SPIF process, the research is concentrate on the development of predict models for estimate the product quality. Using simulated annealing algorithm (SAA), Surface quality in SPIF has been modeled. In the development of this predictive model, spindle speed, feed rate and step depth have been considered as model parameters. Maximum peak height (Rz) and Arithmetic mean surface roughness (Ra) are used as response parameter to assess the surface roughness of incremental forming parts along and across tool path direction. The data required has been generate, compare and evaluate to the proposed models that obtained from SPIF experiments. Simulated Annealing Algorithm (SAA) is utilized to develop an effective mathematical model to predict optimum level. In simulated algorithm (SA), an exponential cooling schedule depending on Newtonian cooling process is used and by choosing the number of iterations at each step on the experimental work is done. The SA algorithm is used to predict the forming parameters (speed, feed and step size) on surface quality in forming process of Al 1050 based on Taguchi‘s orthogonal array of L9 and (ANOVA) analysis of variance were used to find the best factors that effect on the surface quality. تعد عملية التشكيل التزايدي من التقنيات الحديثة في تشكيل الصفائح المعدنية التي تتم عن طريق سلسلة من الحركات الدورانية التي تؤديها عدة التشكيل في نقطة تشكيل واحدة وبشكل متسلسل. وتتم حركة هذه العدة من قبل ماكنة التشغيل المبرمج. بهذه العملية الأداة تشكل الصفائح بصورة آنية من خلال عملية السحب النقي. هذا البحث يقوم بالتركيز على تطوير نموذج لتنبوء جودة السطح الناتج من عملية التشكيل النقطي. تتم عملية التطوير الحاصلة لنموذج التنبوء باستخدام متغيرات العملية (سرعة دوران, معدل التغذية وعمق النزول) التي اخذت بنظر الاعتبار في عملية بناء النموذج. تم اخذ قيم متوسط الخشونة والخشونة العظمى استجابة لمتغيرات العملية وباتجاه مسار العدة وبصورة عامودية على مسار العدة. حيث ان مجموع هذه البيانات تم توليدها, ومقارنتها وتقويمها بين النموذج المقترح والقيم الناتجة من الجانب العملي لعملية التشكيل النقطي. تم استخدام خوارزمية التلدين لتطوير النموذج الرياضي الفعال للتنبؤ بالمستوى الأمثل للعملية. في هذه المحاكاة، يتم عمل جدول التخفيض الأسي على أساس عملية تخفيض نيوتن ويتم اجراء التجارب الاختيارية على عدد من التكرارات في كل خطوة. نفذت خوارزمية التلدين على متغيرات عملية التشكيل النقطي (السرعة, التغذية وعمق النزول ) وتاثيرها على دقة السطح الناتج في عملية تشكيل صفائح الالمنيوم (1050) على أساس متعامدات تاكوشي وبمستوى (L9) وتحليل التباين (ANOVA) للتعرف على أهمية هذه العوامل و تاثيرها على جودة السطح.


Article
Fabrication of Carbon Nanotube Reinforced Al2O3/Cr2O3 Nanocomposites by Coprecipitation Process
تصنيع متراكبات نانوية من Al2O3/Cr2O3 مدعمة بأنابيب الكاربون النانوية بأستخدام عملية الترسيب

Loading...
Loading...
Abstract

In this research, the effect of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the alumina/chromia (Al2O3/Cr2O3) nanocomposites has been investigated. Al2O3/Cr2O3-MWCNTs nanocomposites with variable contents of Cr2O3 and MWCNTs were fabricated using coprecipitation process and followed by spark plasma sintering. XRD analysis revealed a good crystallinity of sintered nanocomposites samples and there was only one phase presence of Al2O3-Cr2O3 solid solution. Density, Vickers microhardness, fracture toughness and fracture strength have been measured in the sintered samples. The results show that the relative density, microhardness and fracture strength of nanocomposites are significantly improved at low contents of Cr2O3 and MWCNTs. The increase of MWCNT’s content in the nanocomposites has adversely affected due to increasing the tangle and interaction of MWCNTs with each other, which leads to agglomeration in the nanocomposites. Increasing of Cr2O3 content in nanocomposites increases formation of Al2O3-Cr2O3 solid solution that actually requires the high sintering temperature to achieve good densification. The fracture toughness of Al2O3/Cr2O3-MWCNTs nanocomposites was enhanced by increasing the carbon nanotube content.يتضمن هذا البحث دراسة تاثير اضافة انابيب الكاربون النانوية (MWCNTs) الى متراكبات نانوية من الومينا/كروميا (Al2O3/Cr2O3). حيث تم تصنيع متراكبات نانوية من الالومينا/كروميا-انابيب الكاربون النانوية مع محتويات مختلفة من Cr2O3 و MWCNTs باستخدام عملية الترسيب وتليها عملية التلبيد بالبلازما. كشف تحليل حيود الاشعة السينية ببلورية جيدة لعينات المتراكب النانوي مع تكون طور واحد للمحلول الجامد من Al2O3/Cr2O3. تم قياس الكثافة, صلادة فيكرز المجهرية, متانة الكسر ومقاومة الكسر للعينات الملبدة. اظهرت النتائج ان الكثافة النظرية, الصلادة المجهرية ومقاومة الكسر تحسنت بشكل ملحوظ عند محتويات منخفضة من Cr2O3 و MWCNTs. زيادة محتوى MWCNTs في المتراكب النانوي له تاثير سلبي ويرجع السبب الى زيادة التشابك والتفاعل لانابيب الكاربون النانوية مع بعضها, الامر الذي ادى الى التكتل في المتراكب النانوي. في حين ان زيادة محتوى Cr2O3 في المتراكب النانوي ادي الى زيادة تكون طور المحلول الجامد الذي احتاج الى درجات تلبيد عالية لتحقيق التكثيف الجيد. تحسنت متانة الكسر للمتراكبات النانوية مع زيادة محتوى انابيب الكاربون النانوية.


Article
Comparative Study of Performance and Emission Characteristics between Spark Ignition Engine and Homogeneous Charge Compression Ignition Engine (HCCI)
دراسة مقارنة لمواصفات أداء وملوثات محرك اشتعال بالشرارة ومحرك إشتعال بالانضغاط ذي شحنة متجانسة (HCCI)

Loading...
Loading...
Abstract

Many researchers consider Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) engine mode as a promising alternative to combustion in Spark Ignition and Compression Ignition Engines. The HCCI engine runs on lean mixtures of fuel and air, and the combustion is produced from the fuel autoignition instead of ignited by a spark. This combustion mode was investigated in this paper. A variable compression ratio, spark ignition engine type TD110 was used in the experiments. The tested fuel was Iraqi conventional gasoline (ON=82). The results showed that HCCI engine can run in very lean equivalence ratios. The brake specific fuel consumption was reduced about 28% compared with a spark ignition engine. The experimental tests showed that the emissions concentrations were reduced by 91.27% for NOx, 85.99% for CO, 78.91% for CO2, and 83.56% for unburned hydrocarbons compared to the SI engine. HCCI engine produced little noise with about 26.68% less than SI engine. يرى العديد من الباحثين أن عملية الاشعال الانضغاطي لشحنة متجانسة بديلا واعدا لمحركات الأشتعال بالشرارة وبالأنضغاط. إذ تعمل محركات الاشعال الأنضغاطي لشحنة متجانسة بخليط ضعيف مخفف من الوقود والهواء، وتشتعل نواتج الاحتراق ذاتيا بدلا من استخدام شمعة قدح. لقد تم اختبار هذا الأسلوب في الأحتراق في هذة الدراسة. إذ تم استخدام محرك اشتعال بالشرارة متغير نسب الأنضغاط نوع TD110. تمت التجارب باستخدام وقود الجازولين العراقي التقليدي (ذي رقم أوكتاني=82). تيبن النتائج إمكانية عمل محرك HCCI بنسب مكافئة ضعيفة جدا، مع استهلاك نوعي مكبحي أقل بحدود 28% مقارنة مع محرك اشتعال بالشرارة. بينت النتائج العملية ان الملوثات المنبعثة قلت بحدود 91.27% لأكاسيد النيتروجين، 85.99% لأول اكسيد الكربون، %79.91 لثاني أكسيد الكربون، و83.56% للهيدروكاربونات غير الحترقة مقارنة مع محرك الأشتعال بالشرارة. نتج عن محرك HCCI ضوضاء أقل بحدود 26.68% من محرك الأشتعال بالشرارة.


Article
Reducing the Water Hardness by Using Electromagnetic Polarization Method
تقليل عسرة المياه بطريقة الاستقطاب الكهرومغناطيسي

Loading...
Loading...
Abstract

Hard water does not pose a threat to human health but may cause precipitation of soap or results stone in the boilers. These reactions are caused by the high concentrations of Ca and Mg. In the industry they are undesirable because of higher fuel consumption for industrial use .Electromagnetic polarization water treatment is a method which can be used for increasing the precipitation of Ca 2+ and CO3 2- ions in hard water to form CaCO3 which leads to decrease the water hardness is research has been conducted by changing the number of coil turns and voltage of the system. The spectroscopy electron microscope was used for imaging the produced crystals. Results of the investigation indicated that the electromagnetic polarization can be used in precipitation to decrease the hardness of water due to increase in the precipitation percent of CaCO3. الماء العسر قد لا يشكل خطرا على صحة الإنسان ولكنه قد يسبب ترسب الصابون أو تكلس كتل حجرية في سخانات المياه والتي تنتج نتيجة التفاعلات الكيمياوية بين الكالسيوم والمغنيسيوم ذات التراكيز العالي اما في هذه الصناعة فيعد غير مقبول للاستخدام الصناعي.ان معالجة عسرةالماء هي العملية التي يتم إجراؤها لجعل المياه أكثر صلاحية للاستخدام . إن معالجة عسرةالماء بطريقة الاستقطاب الكهرومغناطيسي هي الطريقة التي يتم فيها زيادة ترسيب أو اختزال ايونات الكالسيوم الموجبة Ca 2+ وايونات الكربونات السالبة CO3 2- في المياه العسرة لتكوين حبيبات CaCO3 مما ينتج عنه زيادة تنقية الماء العسر وجعله أكثر ملائمة للاستخدام. تم إجراء البحث بطريقتين : الأولى بتغيير عدد لفات الملف والطريقة الثانية هي بتغيير الجهد المسلط .تم استخدام الميكروسكوب لتصوير الحبيبات الناتجة ودراستها قبل وبعد زيادة الجهد الكهربائي المسلط وقبل وبعد تغيير عدد لفات الملف حول الأنبوب . النتائج الحاصلة أثبتت فاعلية الاستقطاب الكهرومغناطيسي في زيادة نسبة ترسيب وبلورة حبيبات أل CaCO3 .


Article
Batch Sorption of Copper (II) Ions from Simulated Aqueous Solution by Banana Peel
امتزاز ايونات النحاس بتجارب الدفعية من محلول المياه المحاكاة بواسطة قشر الموز

Loading...
Loading...
Abstract

This research presents the possibility of using banana peel (arising from agricultural production waste) as biosorbent for removal of copper from simulated aqueous solution. Batch sorption experiments were performed as a function of pH, sorbent dose, and contact time. The optimal pH value of Copper (II) removal by banana peel was 6. The amount of sorbed metal ions was calculated as 52.632 mg/g. Sorption kinetic data were tested using pseudo-first order, and pseudo-second order models. Kinetic studies showed that the sorption followed a pseudo second order reaction due to the high correlation coefficient and the agreement between the experimental and calculated values of qe. Thermodynamic parameters such as enthalpy change (ΔH°), entropy change (ΔS°) and Gibbs free energy change (ΔG°) were also investigated. Free energy change showed that biosorption of Cu (II) was spontaneous and nature endothermic at all studied temperatures (25–45 °C).يعرض هذا البحث إمكانية استخدام قشر الموز(الناجمة عن النفايات والمنتجات الزراعية) كوسط ماز لإزالة النحاس من محلول مائي المحاكاة. وأجريت التجارب الامتزاز الدفعة لأيجاد افضل قيمة لمعامل الدالة الحامضية، وكمية المواد المازة، ووقت التماس. وبلغت افضل قيمة الرقم الهيدروجيني لإزالة النحاس (II) بواسطة قشر الموز6. تم حساب السعة القصوى للأمتزازا 52,632ملغم غم. وتم اختبار البيانات الحركية من الدرجة الاولى و الثانية , تبين انها ملائمة مع الدرجة الثانية اكثر من ملائمتها مع الدرجة الاولى حسب قيمة معامل الأرتباط (R2) و توافق القيم الناتجة من التجارب العملية مع القيم النظرية (qe)، وقد تم اختبار أيضا المعلمات الحرارية مثل التغير في المحتوى الحراري (ΔH °)، تغير الانتروبي (ΔS) والتغير في الطاقة الحرة (ΔG). وكانت عمليات الامتزاز تلقائية و ذات طابع ماص للحرارة على وفق النتائج الحرارية.


Article
Synthesis of CuO Nano structure via Sol-Gel and Precipitation Chemical Methods
تحضير تراكيب اوكسيد النحاس النانوية بطريقتي السول – جل والترسيب

Loading...
Loading...
Abstract

CuO nanoparticles were synthesized in two different ways, firstly by precipitation method using copper acetate monohydrate Cu(CO2CH13)2•H2O, glacial acetic acid (CH3COOH) and sodium hydroxide(NaOH), and secondly by sol-gel method using copper chloride(CuCl2), sodium hydroxide (NaOH) and ethanol (C2H6O). Results of scanning electron microscopy (SEM) showed that different CuO nanostructures (spherical and Reef) can be formed using precipitation and sol- gel process, respectively, at which the particle size was found to be less than 2 µm. X-ray diffraction (XRD)manifested that the pure synthesized powder has no inclusions that may exist during preparations. XRD results showed the particles size of highest peak at 38.9°, was equal to (15.93nm). In addition, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) were used to describe the prepared CuO nanostructures absorption peak at 610 cm-1 which confirms that the synthesized product is a pure CuO and may be attributed to Cu2O infrared active mode. تم تحضير التراكيب النانوية لاوكسيد النحاس بطريقتين مختلفتين، الطريقة الاولى هي طريقة الترسيب باستخدام خلات النحاس المائية CO2CH13)2.H2O)، وحامض الخليك الثلجي (CH3COOH) وهيدروكسيد الصوديوم NaOH، والطريقة الثانية هي طريقة السول-جل باستخدام كلوريد النحاس (CuCl2) ، هيدروكسيد الصوديوم NaOH والايثانول (C2H6O). أظهرت نتائج المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) تراكيب نانوية بأشكال مختلفة (كروية واخرى مرجانية الشكل) تكونت بطريقتي الترسيب والسول- جل على التوالي وحجم الجزيئات المتكونة كان اقل من 2 مايكرون. وأظهرت نتائج جهاز حيود الأشعة السينية ((XRD عدم وجود شوائب التي قد تكون موجودة أثناء التحضير وحجم الجزيئات لاعلى قمة (38.9 درجة)، هو (15.93نانومتر) وتم استخدام مطيافية الاشعة التحت الحمراء (FTIR) لمعرفة التركيب الداخلي لاوكسيد النحاس النانوي المحضر بنقاوة عالية اظهرتها قمة الامتصاص عند 610سم -1.


Article
Fabrication and Characterization of Tri Metal Oxides by Chemical Spray Pyrolysis Technique as a Gas Sensor
تصنيع و توصيف اكاسيد ثلاثية معدنية بتقنية الرش الكيميائي الحراري كمتحسس غازي

Loading...
Loading...
Abstract

In this research tri metal oxides were fabricated by simple chemical spray pyrolysis technique from (Sn(NO3)2.20 H2O, Zn(NO3)2.6 H2O, Cd(NO3)2.4 H2O) salts at concentration 0.1M with mixing weight ratio 50:50 were fabricated on silicon substrate n-type (111). (with & without the presence of grooves by the following diemensions (20μm width, 7.5μm depth) with thickness was about ( 0.1 ±0.05 µm) using water soluble as precursors at a substrate temperature 550 ºC±5, with spray distance (15 cm) and their gas sensing properties toward H2S gas at different concentrations (10,50,100,500 ppmv) in air were investigated at room temperature which related with the petroleum industry. Furthermore structural and morphology properties were inspecting. Experimental results show that the Zn2SnO4 and Cd2SnO4 thin films were achieved from the used salts and samples gas sensitivity which improved with the presence of substrate grooves. Which make the sensor suitable for the detection of lower .concentrations of hazard H2S gas in the petroleum industry.في هذا البحث حضرت اكاسيد ثلاثية بطريقة الرش الكيميائي الحراري البسيطة من املاح (نترات القصدير والزنك والكادميوم) بتركيز(0.1M) وبنسب خلط وزنية 50:50 على قاعدة من السيليكون من النوع (n) بأتجاه (111) (بوجود وبعدم وجود الحزوز وبالأبعاد الآتية:عرض20μm, عمق7.5μm وبسمك حوالي (0.1 ±0.05 µm) بأستخدام الماء مذيبا وبدرجة حرارة ترسيب بلغت 550 ºC±5 وبمسافة رش (15 cm) ككاشف للغاز بتراكيز مختلفة (10,50,100,500 ppmv) في الهواء وبدرجة حرارة الغرفة والمرتبطة مع الصناعة النفطية. تم تشخيص التبلور ومورفولوجية سطح الاغشية المحضرة بواسطة قياسات حيود الاشعة السينية والمجهر الالكتروني الماسح ومجهر القوة الذري لها. اظهرت النتائج ان اغشية الاكاسيد المحضرة من الاملاح المستخدمة هي Zn2SnO4 و Cd2SnO4 وحساسية الغازات تحسنت بوجود الحزوز على السطح والتي تجعل من الكاشف مناسبا لكشف التراكيز القليلة من غازH2S الخطر في الصناعة النفطية.


Article
Conversion of Lignocellulosic Material Into Fermentable Sugars
تحويل المواد اللكنوسليلوزية الى سكريات قابلة للتخمر

Loading...
Loading...
Abstract

Enzymatic hydrolysis process of lignocellulosic biomass materials is difficult because of inherent structural features of biomass, which represents barriers that prevent complete hydrolysis; therefore, pretreatment techniques are necessary to render biomass highly digestible in enzymatic hydrolysis process. In this research, (non?) oxidative short-term lime pretreatment of willow wood was used. A weight of 11.40 g of willow wood was mixed with an excess of calcium hydroxide (0.4 g Ca(OH)2/g raw biomass) and water loading (15 g/g raw biomass). Lime pretreatment was carried out for various periods of time including 1, 2, 3.5, 5 and 6 h, with temperatures at 100, 113, 130, 147 and 1600C, and oxygen pressures as oxidativeagent (6, 9, 13.5, 17.8, 21 bar absolute). The optimization of both pretreatment and enzymatic hydrolysis were depended on the maximum overall yields of glucan and xylan after two processes of lime pretreatment and enzymatic hydrolysis. The optimal conditions of pretreatment were as follow: 1) 1.33 h, 1470C, 17.8 bar absolute, 0.26 g Ca(OH)2/g raw biomass. 2) 1.25 h, 155 0C, 21 bar absolute, 0.26 Ca(OH)2/g raw biomass. Furthermore, the optimal values for low impact factors such as water loading was 15 g/g raw biomass and particle size was less than 3 mm. The optimal conditions of enzymatic hydrolysis were as follow: Cellulase enzymeloading was 0.1 g /g glucan in raw biomass, at substrate concentration of 50 g/L during 72 h of enzymatic hydrolysis The yield of enzymatic hydrolysis under these conditions were as follow: 96.00 g glucan/100 g of glucan in raw biomass, and 65.00 g xylan/100 g xylan in raw biomass.ان عملية التحلل الانزيمي للمواد اللكنوسليلوزية هي عملية صعبة بسبب البنية الهيكلية للمواد اللكنوسليلوزية والتي تمنع من نفوذ الانزيمات الى داخل الكتلة الخشبية. في بحثنا هذا تم اختيار محلول هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 والاوكسجين المضغوط بوصفه عامل مؤكسدة في عملية المعالجة الاولية وخلال مدة قصيرة من الزمن , وتم اختيار خشب الصفصاف انموذجا للمواد اللكنوسليلوزية او الكتلة حيوية . حيث تم مزج خشب الصفصاف (11.4 غم خشب خام ) مع فائض من هيدروكسيد الكالسيوم (0.4 غم Ca(OH)2/ غم كتلة الحيوية الخام) والماء الخالي من الاملاح (15 غم ماء / غم الكتلة الحيوية الخام). كانت مدة المعالجة الاولية متغيرة و لمدد مختلفة من الزمن (1، 2، 3.5، 5، 6) ساعة ، ولدرجات حرارة مختلفة ايضا"والتي كانت بحدود (100، 113، 130، 147، 1600م0) , والأوكسجين المضغوط الذي استخدم عاملا مؤكسدا بضغط (6، 9، 13.5،17.8، 21 ) بار (مطلق) . كانت الظروف المثلى لكل من المعالجة الاولية والتحلل الإنزيمي تعتمد على أقصى قدر من العائدات الإجمالية للكلوكان (Glucan ) والزيلان ( Xylan ) بعد عمليتي المعالجة الاولية والتحلل الانزيمي , حيث كانت الظروف المثلى للمعالجة الاولية على النحو التالي: (1) 1.33 ساعة ، 1470م0، 17.8 بار (المطلق)، 0.26 (هيدروكسيد الكالسيوم /غم كتلة حيوية خام). (2) 1.25 ساعة، 155 م0، 21 بار(المطلق)، 0.26 (هيدروكسيد الكالسيوم /غم كتلة حيوية خام)، كما أن الظروف المثلى للعوامل قليلة التأثير مثل كمية الماء المستخدمة كانت 15 (غم ماء / غم كتلة حيوية خام ) والحجم الحبيبي للخشب كان ما بين 2- 3 مم . وكانت الظروف المثلى لعملية التحلل الإنزيميي على وفق النحو الاتي: كمية انزيم السليليز (0.1 غم/ غم كلوكان في الكتلة الحيوية الخام)، تركيز الكتلة الحيوية 50 غم/ لتر وخلال 72 ساعة من التحلل الإنزيميي، بعدها كان العائدالاجماليلعملية التحلل الانزيمي للكتلة الحيوية المعالجة على النحو التالي: 96.00 غم جلوكان / 100 غم من جلوكان في الكتلة الحيوية الخام، و63.00 غم زيلان / 100 غم زيلان في الكتلة الحيوية الخام.

Table of content: volume:12 issue:4