I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 5 ,   p p .   5 6 0 ~ 5 6 8   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 4 . i 3 . pp 560 - 568           560     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a p e . ia esco r e. co m   O ptim um  c o nt ro l and desi g n of  a sm a ll hyd ro  power  plant  for  a g riculture  inv es t ment in  Ira qi des ert       J a ma l  Ahm ed   H a m ee d 1 ,   T ha m ir  H a s s a n At y ia 1 ,   Sa ba   F a dh il   Ahm ed  J a f 2 ,    Z ub a ida h  G ha ze   A bd ulk a re em 2 ,   G ha nim   T hia b H a s a n 3   1 P e t r o l e u m Pr o c e ss E n g i n e e r i n g   D e p a r t men t ,   C o l l e g e   o f   P e t r o l e u m   P r o c e ss  En g i n e e r i n g ,   T i k r i t   U n i v e r s i t y ,   Ti k r i t ,   I r a q   2 El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   D e p a r t m e n t ,   En g i n e e r i n g   C o l l e g e ,   K i r k u k   U n i v e r s i t y ,  K i r k u k ,  I r a q   3 El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   D e p a r t m e n t ,   A l - S h i r q a t   E n g i n e e r i n g   C o l l e g e ,  Ti k r i t   U n i v e r si t y ,   T i k r i t ,   I r a q       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   1 1 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Dec   2 1 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   J an   1 9 ,   2 0 2 5       Th e   a im  o f  t h is  p a p e r  is  t o   c o n d u c t  a   m a th e m a ti c a l  a n d   p h y sic a l  a n a ly sis  to   g e t  a   sy ste m a ti c   trea t m e n t  o f  d e sig n   p a ra m e ters   a n d   th u s  o p ti m ize   wa t e r  wh e e ls.  By   to d a y ' s  sta n d a rd s,  o n e   fin d s  e m p iri c a l  fo rm u las   in ste a d ,   wh ich   tak e   in to   a c c o u n t  t h e   p ra c ti c a l  e x p e rie n c e   o f   p re v io u s  c o n stru c ti o n s,   e st ima tes   o f  p a rti c u lar  wh e e lb a se   sh a p e s  a n d   siz e s.  S o ,   b a se d   o n   th e   b a sic   d e sig n   a n d   o p ti m iza ti o n   sta n d a rd s  f o r  wa ter  wh e e ls  imp lem e n tatio n ,   t h is  p a p e r  a tt e m p ts   to   d e si g n   a   wa ter  wh e e l  p o we r  so u rc e   in   d e se rt  a re a s.  S in c e   th e   wa ter  wh e e ls  m a in ly   u se   t h e   g ra v it a ti o n a l  f o rc e   o f  wa ter,  t h e re   is  o n ly   a   slig h t   h y d ro d y n a m ic  p o we r  l o ss .   In   a d d it io n   t o   t h e   h ig h   t o rq u e   d u e   to   th e   larg e   in e rti a   o f  t h e   wa ter  w h e e l.   T h e   o b tai n e d   re su lt s  i n d ica te  th a t   th e   o p ti m u m   o p e ra ti n g   ra n g e   o f   th e   traili n g   wa t e r  wh e e ls  is  a t  a   d iam e ter  o f  ( 2 - 7   m )  a n d   t h e   Q  wa ter  flo w  o f  a b o u t  ( 0 . 1   m 3 /s).   S o ,   i t  c a n   c o n c l u d e   t h a t  th e   imp l e m e n ti n g   d e sig n   h a s  g o o d   e fficie n c y   a n d   o ffe r  a n   e c o n o m ic  b e n e fit   wh e n   u se   fo r  th e   a g ricu lt u re   in v e stm e n t  in   d e se rt  a re a s .   K ey w o r d s :   Ag r icu ltu r e  in v estme n t   Deser t a r ea s   E m p ir ical   f o r m u las   Hy d r o elec tr ic   p o wer   s o u r ce s   Op tim u m   co n tr o l   W ater   wh ee l   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Gh an im   T h iab   Hasan   E lectr ical  E n g in ee r in g   Dep ar t m en t,  Al - Sh ir q at   E n g in ee r in g   C o lleg e,   T ik r it Un iv er s ity   T ir k it,  I r aq   E m ail:  g h an im d ia b @ y ah o o . c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h er e  ar e   a   lar g e  d eser t  ar ea s   in   I r a q   in h ab ited   b y   m an y   p e o p le  as  well  as  co n tain   lar g e  q u an titi es  o f   in v en to r y   g r o u n d wate r   ar e  av ailab le  an d   ea s y   to   ex tr ac t.  T h e  en er g y   was  g en er ated   b y   h y d r o p o wer   r elies  o n   th e  wate r   cy cle,   wh ich   is   ex tr ac ted   f r o m   th e  Ar tesi an   wells,  m ak in g   it  a  s o u r ce   o f   r e n ew ab le  en er g y ,   m o r e  r eliab le  an d   af f o r d ab le   s o u r ce   in   c o m p a r is o n   with   r ap i d ly   d ep letin g   f o s s il  f u els.  Fo r   elec t r icity   g en e r atio n   in   th e  d eser t,  wate r   wh ee ls   ar e  s till   a  v iab le  o p tio n   f o r   en e r g y   co n v er s io n .   W e  ca n   s till   f in d   m an y   o f   th e  p o s s ib ilit ies o f   s u ch   u s e  o f   h y d r o p o wer   [ 1 ] - [ 4 ] .     Ag ain s t  th is   b ac k g r o u n d ,   th e  q u esti o n   ar is es  as  to   th e  d esi g n   cr iter ia  o f   wate r   wh ee ls   f r o m   to d ay ' s   p er s p ec tiv e.   T h e  av ailab le  lite r atu r e  ab o u t  wate r   wh ee ls   is   v er y   f ew.   I n   d ep th   an al y tical  co n s id er atio n s ,   b o t h   h y d r a u lic  an d   co n s tr u ctiv e,   in   to d ay ' s   s tan d a r d s   ar e  h ar d   to   f in d   it.  Fo r   d ec en tr alize d   u s e  o f   h y d r o p o wer   in   th e   lo wer   p o wer   r an g e,   th e  p o ten tial  f o r   u s e  o f   o v er s h o t  wate r   wh ee ls   h av e  ec o n o m ically   f ea s ib le  ca p ac ity   is   ap p r o x im ately   1 0 - 1 5   k W   is   s u f f icien t [ 5 ] - [ 9 ] .   I n s tead   o f   s y s t em atic  r ep r esen tatio n s ,   o n e  f i n d s   r ath er   em p ir ical  f o r m u las,  wh ic h   co n s id er   p r ac tical  ex p er ien ce s   co n s tr u ctio n s ,   an d   esti m ates  f o r   s p ec ial  wat er   wh ee l  f o r m s   an d   s izes.  So ,   th e  p r o p o s ed   s m all  h y d r o   p o wer   p la n t  aim s   to   p er f o r m   a  p h y s ical - m ath e m atica l  an aly s is ,   in   o r d er   f o r   d ev elo p in g   a  p r ac tical  co n s tr u ctiv e  in s tr u ctio n s   o f   wate r   wh ee ls   [ 1 0 ] - [ 1 7 ] .     I n   th is   p ap er   t h e  o v e r s h o t  wate r   wh ee l  is   d esig n ed   to   m ea s u r e   th e  q u an tity   o f   well  wate r   an d   h as  b ee n   s tu d ied   o n   co n v er tin g   en e r g y   a t  lo w  altitu d es  h e r e.   Fr o m   a b o v e,   th e   wate r   e n ter s   th e   wh ee l.   T h is   k in d   o f   w h ee l  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Op timu m  co n tr o l a n d   d esig n   o f a   s ma ll h yd r o   p o w er p la n t f o r   a g r icu ltu r e   …   ( Ja ma l  A h me d   Ha mee d )   561   was  u s ed   to   ac co u n t  f o r   h ea d   v ar iatio n s   o f   4   to   8    m   an d   f lo w  r ates  o f   0 . 2   to   0 . 3   m ³/s   p er   m   wid th .   A  p h y s ical   m o d el  is   p r ep ar e d   f o r   test in g   i n   th e   lab   e n v ir o n m en t,   ass is te d   b y   d i g ital  m o d elin g   u s in g   t h e  co m p u ter   m eth o d   [ 5 ] .   T h e   p h y s ical  m o d el   test s   s h o w  th at  th e   wh ee l   s p ee d   at  f ix ed   f allen   wate r   lev els  h as   a   lin ea r   r elatio n s h ip   with   to r q u e  as  well  as  th e  f lo w  r at e.   T h e  r atio   o f   t h e  wh ee l to   th e  h ea d   h ei g h t,  th e  b lad e  n u m b er s ,   th e  ch a n n el   tr an s m is s io n   f o r m s ,   an d   t h e  b o tto m   clea r an ce   g a p   h av e   b ee n   t ested   ex p e r im en tally   f o r   th e   wh ee l' s   p er f o r m an ce .   I n   o r d er   to   ac h iev e  th e  am b itio u s   g o als  o f   e n v ir o n m en tal  p r o tectio n ,   r en ewa b le  en er g ies  wer e  s u p p o r te d .   T h e   f o cu s   will  also   b e  o n   co n v er tin g   en e r g y   th r o u g h   s m all  h y d r o p o wer ,   wh ich   will  b e   test ed   in   th is   wo r k   o n   th e   o v er s h o t w ater   wh ee l  [ 1 5 ] - [ 2 0 ] .   T h e  m ajo r it y   o f   wate r   w h ee ls ,   co m m o n ly   r e f er r e d   to   as  ju s t  "wa ter   wh ee ls , "  ar e  w h ee ls   th at  ar e   p o s itio n ed   u p r ig h t  a n d   r e v o lv e   ar o u n d   a  h o r izo n tal  a x le.   T h e s e  wate r   wh ee ls   ar e  ca teg o r ized   b ased   o n   h o w  th e   wate r   is   d ir ec ted   to   th e   wh ee l  i n   r elatio n   to   th e   ax le   [ 1 8 ] - [ 2 1 ] .   As  o n e   m ig h t   an ticip ate,   wat er   wh ee ls   ar e  r ath er   h u g e  d e v ices  th at  r o tate  at  m o d er ate  r o tatio n al  s p ee d s   an d   h a v e  litt le  ef f icien cy   b ec a u s e  o f   f r ictio n al  lo s s es  an d   b u ck ets  th at   ar e   n o t   en tire ly   f u ll  [ 2 2 ] .   T h e   to r q u e  o n   th e  a x l e  is   cr ea ted   b y   th e   wate r   d r iv i n g   u p o n   th e   b u ck ets  o r   p r o p eller s   o n   th e  wh ee l,  b u t  th e  wh ee l ' s   s p ee d   as  wel l  as   ef f ec tiv en ess   ca n   b e  in cr ea s ed   b y   r ed ir ec tin g   th e   wate r   at  th ese  b u ck ets  an d   p r o p eller s   f r o m   v ar io u s   l o ca tio n s   o n   th e  wh ee l.   T h e   two   m o s t  p r ev alen t  co n f ig u r atio n s   f o r   wate r   wh ee ls   ar e  t h e  wate r   wh ee l  th at   is   u n d er s h o t   a n d   t h e   wate r   wh ee l w ith   o v er s h o t   [ 2 3 ] .   T h is   p ap er   p r esen ts   a  p r o p o s e d   ty p e  o f   " o v er s h o t  wate r   wh ee l",   ac co r d in g   to   t h e  s y s tem   r eq u ir em e n ts   in   th e  cr ash   s tr u ctu r e,   an   o v er s h o t  wa ter   wh ee l   was  s elec t ed   f o r   u s in g   th e  en er g y   o f   th e  f all  wate r   in   th e  p r esen t  p ap er .   T h e  ea r lier   m o d el  o f   th e  o v er s h o t  wate r   wh ee l  co n s is ts   o f   t welv e  tr ian g u lar   b u ck ets  f asten ed   to   th e   r im   o f   th e  o p tim ized   wh ee l   d es ig n   an d   co n tr o l  [ 2 4 ] .   Mo v i n g   f r ee ly   alo n g   th e   h o r iz o n tal  ax is   is   wh at  ea ch   b u ck et  d o es.  W ater   is   p o u r ed   in t o   b u c k ets  an d   th e n   d r o p p ed   v er tically   in to   t h e  ca n al.   T h e  wate r   wh ee l  r o tates  b ec au s e  o f   th e   b u ck et   b ein g   f u ll  o f   wa ter .   T h e   b u ck ets  d r ip   wate r   w h en   t h e  s p illag e   an g le   is   s m all  ( φ1 ) ,   clo s e  t o   t h e   wh ee l' s   r im ;  co n tr ar y ,   n o   wate r   is   p o u r ed .   I t  was  b eliev ed   th a t  th e  wh ee l  r o tates  a  m ills to n e  an d   h as   n o   f r ictio n.   A   p er f ec t   wate r   wh ee l   is   n o t   a  r ea lity ,   wh ich   is   wh er e   p h y s ical  r ea lity   an d   m ath em atica l  m o d elin g   d ev iate  f r o m   th e  p r ac tical  wate r   wh ee ls .   Fir s t,  s wiv el  b u ck ets  wer e  n o t  a   f ea tu r e  o f   ac tu al  wate r   wh ee ls .   I n   o r d er   to   p r ev e n t  wate r   f r o m   leak in g   o u t  wh en   t h e  wh ee l  r o t ated ,   th e  ab o v e  lay o u t  was  u s ed .   T h e  wate r   s p illed   o u t  in cr ea s es  as   th e  s p ill  an g le  ( φ)   in cr ea s es  b ec au s e  th e  wh ee l's   r im   i s   d iv i d ed   in to   s ec to r s   th at  r o tate  wi th   th e  wh ee l  [ 1 6 ] .   W ater   f alls   f r o m   t h e  to p   b u ck ets  to   th e  lo we r   b u ck ets  an d   s p ills   o v er   t h e  s id es  in to   t h e  b u ck ets  as  th e  w h ee l  r o tates .    Den n y   p er f o r m ed   s o m e  ad ju s tm en ts   to   th e  o v er s h o t   wate r   wh ee l  d esig n   in   o r d er   to   m ak e  it  m o r e   ac cu r ate.   First o f   all,   s wiv el  b u ck ets ar e  n o t a   f ea tu r e  o f   ac tu al  wate r   wh ee ls .   R ath er ,   as illu s tr ated   in   Fig u r e   1 ,   th e  wh ee l' s   ed g e  is   d iv id ed   in t o   p a r ts .   As  φ  g r o ws,  m o r e   wa ter   f lo ws  o u t  b ec au s e  it   r ev o l v es   with   th e   wh ee l.   Ad d itio n ally ,   as  th e   wate r   r u s h es  in to   th e  b u ck ets,  it  o v er f l o ws  o v er   th e  e d g es.  Den n y ' s   o v er s h o t  wate r   wh ee l  m o d el' s   ef f icien cy   is   d is p lay ed   in   ( 1 )   η   =  {1 +sin ( φ) }  / { 2   +  v 2   / ( 2   g   R ) }   [ 24 ].           Fig u r e  1 .   L a b o r ato r y   m o d el,   p r o to ty p e  o f   a  f u lly   f u n ctio n al  h y d r o elec tr ic  p o wer   s tatio n   wi th   en er g y   co n v er ter       2.   M E T H O DO L O G Y   2 . 1 .     Desig n o f   o v er s ho t   wa t e r  wheels   Fo r   en er g y   g en er ati o n   f r o m   h y d r o p o wer ,   th e  h y d r o   m ec h an ical  en er g y   o f   th e   wate r   ca n   b e  co n v er ted   in to   elec tr icity .   T h is   is   d o n e   u s in g   a  wate r   p o wer   m ac h i n e   an d   a  g e n er ato r .   T h e   m o s t  p o p u lar   k in d   o f   wate r   wh ee l  co n s tr u ctio n   is   th e  o v er s h o t  ty p e.   B ec au s e  it  u s es  b u ck ets  o r   tin y   co m p a r tm en ts   th at  ca p tu r e  an d   k ee p   wate r ,   th e  o v er s h o t  wate r   wh e el  is   m o r e  in tr icate ly   d esig n ed   an d   co n s tr u cted   t h an   th e  ea r li er   u n d er s h o t  wate r   wh ee l.  W ater   en ter s   th ese  b u ck ets f r o m   th e  to p   o f   th e  wh ee l.   As th e  em p ty   b u ck ets o n   th e  o p p o s ite  s id e  o f   th e  wh ee l  g et  m o r e  lig h tweig h t,  t h e  wh ee l  r o tates  ar o u n d   th e  c en tr al  ax is   d u e  to   th e  wate r ' s   g r av ity   weig h t  in   th e   co m p letely   f illed   b u ck ets.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,  Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 5 :   5 6 0 - 568   562   Sin ce   n ea r ly   all  o f   th e  wate r   a n d   its   en tire   weig h t  is   em p lo y ed   to   g en er ate   elec tr ical  p o we r ,   o v er s h o t   wate r   wh ee ls   ar e  f ar   m o r e  ef f icien t  th an   u n d er s h o t  d esig n s .   T h is   f o r m   o f   wate r   wh ee l  u s es  g r av ity   to   in cr ea s e  o u tp u t  in   a d d itio n   t o   th e  wate r   its elf .   B u t   ju s t  lik e  p r ev io u s ly ,   th e  wate r ' s   en er g y   is   o n ly   u s ed   o n ce   to   tu r n   t h e  wh ee l  b ef o r e  d is s ip atin g   alo n g   with   th e   r em ai n in g   wate r .   U s u ally   co n s tr u cted   o n   th e   s lo p es  o f   h ills ,   o v er s h o t   wate r   wh ee ls   r em ain   s u s p en d e d   o v er   a  r iv er   o r   s tr ea m   an d   f ee d   wate r   f r o m   a b o v e  with   a  s m a ll  h ea d   ( th e  u p war d   d is tan ce   am o n g   th e  wate r   at  t h e  v er y   to p   an d   th e   s tr ea m   o r   r iv er   t h at  f lo ws  b el o w)   o f   f iv e  to   twen ty   m eter s .   Alth o u g h   th e  wate r ' s   am o u n t,  n o t  its   r ate   o f   f lo w,   is   wh at  co n tr ib u tes  s p in   th e  wh ee l,   a   tin y   r eser v o ir   o r   d am   c an   b e  b u ilt to   ch an n el  an d   ac ce ler ate  th e  wate r   to   th e  to p   o f   th e  wh ee l,  g iv i n g   it a d d itio n al   en er g y .   Ov er s h o t  wate r   wh ee ls   a r e  o f ten   co n s tr u cte d   as  b i g   as  f ea s i b le  to   p r o v i d e  th e   m ax im u m   h ea d   h eig h t  n ec ess ar y   f o r   th e  wate r ' s   g r av ity   m ass   to   s p in   th e  wh ee l.  Ne v er th eless ,   b ec au s e  o f   th e  im m en s e  weig h t  o f   th e   wh ee l  an d   wate r ,   b u ild in g   an   e n o r m o u s   d iam eter   wa ter   w h ee l  is   m o r e  d if f icu lt  an d   co s tly   [ 1 3 ] .   T h e   wh ee l  s p in s   in   th e   co u r s e   o f   th e   wate r   f l o w  o n ce   ev er y o n e   b u ck ets  g et   f u l l  with   wate r   d u e   to   t h e  wate r ' s   g r a v ity   m ass .   T h e   wate r   in   th e  b u ck et  f l o ws  in to   th e  r iv er   o r   s tr ea m   b elo w  as  t h e  an g le  o f   r o tatio n   a p p r o ac h e s   th e  b o tto m   o f   th e   wh ee l,  b u t  th e   wh ee l  m ain tain s   its   r o tatio n al  s p ee d   d u e   to   t h e  weig h t  o f   th e  b u ck ets  s p in n in g   b e h in d   it   [ 1 4 ] .   T h e  cy cle  r estar ts   as  th e  u n f illed   b u ck et  k ee p s   g o i n g   ab o u t  th e  r ev o lv in g   wh ee l  u n til  it  r ea ch es  its   p ea k   o n ce   m o r e,   waitin g   to   b e  f illed   u p   with   n ew  wate r .   T h e  f ac t   th at  t h e  wate r   ca n   o n ly   b e  u tili ze d   o n ly   af ter   as  it  p ass es  o v er   th e  wh ee l  is   o n e  d r awb ac k   o f   an   o v er s h o t  wate r   wh ee l  co n s tr u ctio n   [ 1 5 ] .   T h e  b l o ck   d iag r am   o f   th e   p r o p o s ed   h y d r o   p o we r   p lan t   is   s h o wn   in   Fig u r e  2   an d   th e  tec h n ical  d ata  o f   th e  o v er s h o t  wate r   wh ee l   is   illu s tr ated   in   T ab le  1 .   W ith   th e   o v e r s h o t  wate r   wh ee l,  wate r   f lo ws  f r o m   ab o v e  in to   th e  b lad es  o f   th e   wh ee l,  allo win g   f o r   an   ef f icien cy   o f   u p   t o   8 0 %.  I t  f ea tu r es a   h o r izo n tal  ax le  o n   a   v er tical  wh ee l,  wh er e  t h e  wate r   s tr ik es in   f r o n t o f   th e  ax le  an d   clo s e  to   th e   p ea k   o f   th e  wh ee l.   T h e  wh ee l  u s es  s te er in g   s u r f ac es  ca lled   b u ck ets  to   ca p tu r e   th e  wate r   ef f ec tiv ely .   T h is   ty p e  o f   w h ee l o p e r ate s   b est wh en   u s in g   a   s m all  v o lu m e  o f   wate r   with   a n   en o r m o u s   h ea d .   T h e   p r o f icien c y   o f   t h is   s y s tem   ca n   r ea ch   b etwe en   8 0 % a n d   9 0 %.   T h e  o v er s h o t  wate r   wh ee l  o n ly   u s es  th e  wate r 's  g r av ity .   T h e  s o le  b asis   f o r   co n v er tin g   th e   p o s itio n ' s   p o ten tial  en er g y   in t o   th e  m o v e m en t' s   k in etic  en er g y   is   th e  ( G alilean )   f r ee   f all  law.   I f   a  m ass   tr av els  ag ain s t  th e  g r av itatio n al  p u ll  in   a  u n it  o f   tim e,   a  p o wer   P  is   r elea s ed .   T h is   p o wer   wh ich   is   m ea s u r ed   in   ( k g   m /s ) ,   is   tr an s f er r ed   to   th e  wh ee l a x is   b y   th e  to r q u e.           Fig u r e   2 .   B lo ck   d iag r am   o f   th e  p r o p o s ed   h y d r o   p o wer   p lan t       T ab le  1 .  T ec h n ical  d ata  o f   th e  o v er s h o t w ater   wh ee l   [ 2 5 ]   Te c h n i c a l   d a t a   U n i t     D i a me t e r   3   m   N u mb e r   o f   b l a d e s   ( i r o n   s h e e t )   30   Th e o r e t i c a l   c a p a c i t y   p e r   b l a d e   6 5   l i t e r s   C a p a c i t y   i n   o p e r a t i o n ,   p e r   b u c k e t   1 2   l i t e r s   ca .   U sab l e   w i d t h   0 . 5 5   m   W h e e l   s e g me n t s   10   n u m b e r   o f   r e v o l u t i o n s   15 - 2 0   r e v o l u t i o n s/ m i n u t e   M e d i u m  p o w e r   5 - 6   P S   =   c a   3 , 5 - 4 , 5   k W   W a t e r   r e q u i r e me n t   a t   me d i u m   p o w e r   c a .   3 . 5   m 3 / m i n u t e   =   c a .   6 0   l i t e r s / s e c o n d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Op timu m  co n tr o l a n d   d esig n   o f a   s ma ll h yd r o   p o w er p la n t f o r   a g r icu ltu r e   …   ( Ja ma l  A h me d   Ha mee d )   563   T h is   ef f icien cy   is   r ed u ce d   b y   t h e  m ec h an ical  f r ictio n   lo s s es  o f   all  r o tatin g   p ar ts ,   th e  r ed u ce d   f illi n g   o f   th e  p an n ier s   in   th e  u p p e r   ap ex   an d   th e  b e g in n in g   em p ty i n g   b ef o r e  th e  l o wer   ap ex .   B ec au s e  o f   th e  lay o u t,  th e   o v er s h o t  wate r   wh ee l  alr ea d y   ac h iev es  its   h ig h est  lev el  o f   ef f ec tiv en ess   with   a  2 0 %  lo ad in g   an d   m ain tain s   th is   n ea r ly   lo s s less   u p   to   th e  h ig h e s t  v o lu m e  tr an s f er   th at  was  r e co r d ed .   T h u s ,   th e  f u tu r e  h y d r o p o wer   is   at  its   b est .   u s ed   o v e r   a  wid e   ar ea .   At  lo w   p r ess u r es,  th e   wate r   wh ee l  h a s   th e  b est  ef f icien c y   o f   all  h y d r o p o wer   m ac h in es.   T ab le  2   p r esen ts   th e  ac h iev a b le  p er f o r m an ce   p er   m   o f   d r o p   h eig h t  as  h o w  th e  wate r   v o lu m e  f lo w  Q  an d   ef f icien cy   η   in ter ac t.   T ab le  2   ca n   b e  u s ed   i n   o r d er   t o   ass ess   p o s s ib il ities   f o r   ef f ec tiv en ess .   Fo r   in s tan ce ,   u s in g   t h e  v o lu m e   o f   wate r   in   th e  d r o p   Q  =  0 . 1   [ m ³/s ]   an d   an   ef f icien cy   η   =  0 . 7 8 1 ,   a  p o wer   p o ten tial  o f   0 . 8 0 1   [ k W /m ]   r esu lts .   B ased   o n   a  f all  h eig h t  o f   h   =  4   [ m ]   is   th e  attain ab le  p o wer   P  =  4   ×   0 . 8 0   =  3 . 2   [ k W ] .   W h er ea s   en er g y   ca n   b e   m ea s u r ed   o v e r   a  p ar ticu lar   le n g th   o f   tim e,   s u ch   as  a  s ec o n d ,   an   h o u r ,   o r   a  y ea r ,   p o wer   ca n   b e  r ec o r d ed   at  an y   m o m en t.  T y p ical  u n its   o f   ass ess m en t  f o r   elec tr ical  p o wer   in clu d e  watts  ( W ) ,   k ilo watts  ( k W ) ,   an d   m e g awa tts   ( MW).   Fo r   a   p a r ticu lar   d u r atio n ,   s u ch   as a n   h o u r ,   th e   en e r g y   is   ex p r ess ed   in   k ilo watt  h o u r s   ( k W h ) .   E n er g y   p er   u n it o f   tim e  is   ca lled   p o wer .   T h e  r ate  o f   wate r   f lo w  Q,   h ea d er   H,   an d   o v er all  wate r   wh ee l  g en er ato r   s y s tem   ef f ec tiv en ess   η   d eter m in e  th e  p o wer   P  p r o d u ce d   b y   th e  g en er ato r   o r   wate r   wh ee l .   T h is   p o wer   m ay   b e  co m p u ted   u s in g   th e   eq u atio n   o u tlin ed   b elo w   [2 6 ] .     P = ρ   . Q   . H   . g   . η 1000   [ k W ]   ( 1 )     Fro m   th is ,   th e  p er f o r m an ce s   s h o wn   in   T ab le   1   ca n   b e  ca lcu l ated   d ep en d i n g   o n   th e  ca s e  wate r   v o lu m e  f lo w  Q   an d   th e  ef f icien c y   η .   T h e  ch ar ac ter is tic  v alu es   f o r   a  wate r   wh ee l a r e  g iv en   b y   th e  v o lu m e  o f   wate r   Q,   th e  h ea d   H ,   an d   th e  wh ee l  d iam eter   D.   Fo r   ad d itio n al  d esig n   o f   an   o p er atio n al  wate r   wh ee l,  th e  d iam eter   D  is   ev alu ated   f ir s t.   F o r   o v er s h o t  wate r   wh e els,  9 - 1 2 %   o f   th e   h eig h t  o f   f all  H,   s u b tr ac ted   to   g et   an   in i tial  d iam eter   v alu e ,   in cr ea s es its   ac cu r ac y   b y   u s in g   ( 2 ) .       D = [   − 4 2 2 ]   ( 2 )     W h er e  th e   o p tim al  p er i p h er al   s p ee d ,   v [ m /s ] ,   is   1 . 3   m /s   o r   m ar g in ally   ab o v e  am o u n ts .   T h e  wh ee l  d iam eter   s h o u ld   b e  s elec ted   as  lar g e  as  p o s s ib le  with   a  v iew  to   o p tim al  u s e  o f   th e  p o ten tial,  as  th e  wate r   is   b o th   in   th e   in let  an d   o u tlet  in   ter m s   o f   f lo w.       T ab le  2 .   Ho w  th e   wate r   v o l u m e  f lo w  Q  an d   e f f icien cy   η   in te r ac t   D r o p   w a t e r   v o l u m e   P o w e r   P   p e r   m  h e i g h t   o f   f a l l   [ k W / m]   Q   [ m³ / s]   η  =   0 . 3   η  =   0 . 4   η  =   0 . 5   η  =   0 . 6   η  =   0 . 7   η  =   0 . 8   η  =   0 . 9   η  =   1 . 0   0 . 1 0   0 . 2 8 9   0 . 3 9 1   0 . 4 8 9   0 . 5 9 2   0 . 6 8 9   0 . 7 8 1   0 . 8 8 2   0 . 9 7 8   0 . 2 0   0 . 5 8 9   0 . 7 8 2   0 . 9 8 1   1 . 1 8 3   1 . 3 7 2   1 . 5 7 1   1 . 7 7 2   1 . 9 6 1   0 . 4 0   1 . 1 8   1 . 5 7   1 . 9 6   2 . 3 5   2 . 7 5   3 . 1 4   3 . 5 3   3 . 9 2   0 . 6 0   1 . 7 7   2 . 3 5   2 . 9 4   3 . 5 3   4 . 1 2   4 . 7 1   5 . 3 0   5 . 8 9   0 . 8 0   2 . 3 5   3 . 1 4   3 . 9 2   4 . 7 1   5 . 4 9   6 . 2 8   7 . 0 6   7 . 8 5   1 . 0 0   2 . 9 4   3 . 9 2   4 . 9 1   5 . 8 9   6 . 8 7   7 . 8 5   8 . 8 3   9 . 8 1       2 . 2 .   F e a s ibi lity   co ns idera t io ns   I n   o r d er   to   im p lem en t   a  s m all  h y d r o   p o wer   p lan t  u s in g   o v er s h o t w ater   w h ee l,  th e   b asics   o f   f ea s ib ilit y   m u s t  b e  ascer tain ed   an d   a  f e a s ib ilit y   ass e s s m en t  m ad e.   Feasib ilit y   ass e s s m en t  is   b a s ed   o n   av ailab le  en er g y   p o ten tial a n d   s tr u ctu r al  d ev el o p m en t p o te n tial.  T o   d eter m in e   th e  en er g y   p o te n tial,  lo ca l c o n d itio n s   s u ch   as th e  am o u n t  o f   wate r   an d   th e  u s ab le  d r o p   h ei g h t  m u s t  b e  r ec o r d ed   in   o r d er   to   b e  ab le  to   m ea s u r e  th e  s y s tem   d im en s io n s   an d   id e n tify   t h e  d if f er en t  p ar ts   o f   th e   s y s tem .   I n   o r d e r   to   r ec o r d   th e  am o u n t   o f   wate r   av ailab le,   a   h y d r o g r ap h   is   u s u ally   p r e p ar ed   in   a  h y d r o elec tr ic  p la n t  co n s tr u ctio n .   T h e   d is ch ar g e  d u r atio n   cu r v e  h as  th e  s am e   v o lu m e  a n d   co r r esp o n d s   to   th e   v o lu m es o f   wate r   d ep leted   in   th e  o b s er v atio n   p er io d .   A  r ad iu s   with   r esp ec t  to   th e  v er tical  ax is   d ef in es  th e  p r o p o s ed   o v er s h o t  wate r wh ee l.  Al l  v alu es  o f   alp h a  ( α )   ca n   b e  m ea s u r ed   an d   co m p ar ed   u s in g   Fig u r e  3 .   So ,   t h e  en tr y   i n to   th e  wate r wh ee l  a n d   d u e   to   th e  s h o v el   p r o f ilin g   co u ld   th en   r esu lt  in   a n y   alp h a   =  α max .   B ec au s e  s o m e  α   =  α max   s ee s   th at  it  is   n o t  q u ite  ac cu r ate  h er e  in   th e  tim e,   b u t  th e  wate r   is   e x p e cted   to   leav e   th e  s h o v els  g r ad u ally ,   b u t  f o r   th e  s im p le  ca lc u latio n   o f   t h is   wate r   wh ee l,  th e  ca lcu latio n   b ased   o n   elec tr ical  o r   elec tr o m a g n etic  in d u ctio n   is   n o t  c o n s id er ed   in   t h is   s tu d y .   T h en   t h e   to r q u e  o f   th e  tu r b in e  is   g iv en   a cc o r d in g   t o   th e  d ef i n itio n   o f   t h e  to r q u e  as  2   r a d iu s   ( R 2 ) .   T h e  r ad iu s   o f   th e  wate r   m u s t b e  d eter m in e d ,   alo n g   wit h   th e  f o r ce ,   wh ich   is   also   r elativ ely   s im p le .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,  Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 5 :   5 6 0 - 568   564       Fig u r e   3 .  E n er g y   h y d r au lic  wo r k s : th e  o v er s h o t w ater   wh ee l       So ,   th e  f o r ce   o f   weig h t  (   . s in )   is   co n s id er ed   in   th e  d ir ec tio n   o f   th e  r ad iu s ,   an d   at  th is   p o in t,  th e  an g le  ( s in )   ap p lies   th r o u g h o u t u n til  it  b ec o m es  e v id en t  t h at  th is   h o ld s   tr u e  at   th is   p o s itio n .   I n   t h e  ze r o   s tate,   th er e  will  b e  n o   to r q u e  o n   th e   wh ee l  s h af t.  W h en   th e   wate r   s tar ts   f lo win g   o n to   t h e  wh ee l  b lad es,  a  to r q u e  is   ex er ted   o n   th e  s h af t  as  th e  wei g h t  is   p u lled   s tr aig h t  d o wn .   T h er ef o r e,   th e  to r q u e  o f   th e  tu r b i n e  ca n   b e  ca lcu lated   at  an y   an g le  alp h a,   o n ly   th at  t h is   an g le  is   d i s tr ib u ted   b etwe en   α   =  0   an d   α   =  α max .   T h er e  is   n o t  ju s t  o n e  an g le,   b u t a ls o   a  wh o le  r an g e  o f   an g l es f r o m   0   t o   α max ,   wh ich   m u s t  b e  tak en   in t o   ac co u n t a s   f o llo ws.     2 . 3 .    T he  t o rque   Fro m   Fig u r e  1 ,   it c a n   b e  s ee n   th at  th e  m ass   d if f er e n ce   ap p ea r s   s lig h tly   in   th e  ar ea   o f   t h e  an g le  α ,   as i f   th is   an g le  in   r ad ian s   wer e   alwa y s   eq u al  to   th e  r ad iu s .   Mu ltip l y   th e  a n g le  s eg m e n t  is   th e  ar c   l en g th ,   s o   h er e   alp h a   is   ac tu ally   th e  ar c  len g th .        =   . .    ( 3 )     So ,   if   m u ltip ly   th e  cr o s s - s ec ti o n al  ar ea   o f   th ese  b lad es,  th at  is   len g th   tim es   ar ea   ar c  len g t h   tim es  th e  cr o s s - s ec tio n al  ar ea   o f   th e  wate r   wh ee l.  T h e   v o l u m e  s to r e d   wate r   v o lu m e   an d   wh ich   tak es  th e   d en s ity   tim es  is   th e   p ass   th at  lies   in   an   an g le  p iece    .   First,  th e  m o m en t   h as  to   b e   ca lcu lated ,   wh ich   is   m ass   o r   weig h t  tim es  r a d iu s ,   an d   u p o n   it,  α max   f ilter s   h av e  t o   in teg r ate  th e  a n g le  r a n g e  b etwe en   0   an d   α max .     M T = . . = ∫ . . 2 . ( )    0   ( 4 )      = . . 2 .   ( 1 −  )   ( 5 )     T h i s   m u s t   b e  i n t e g r at e d   o v e r   t h e   a n g l e   r a n g e  b e t w ee n   0   a n d   α ,   s o   R 2   t h a t  is   t h e   m as s   o f   R 2   t h r o u g h   t h e   c a l c u la t i o n   o f   t h e   t o r q u e   i n   1 ,   i . e . ,   ( R 2   s i n α )   i n t e g r a t e d   b e t w e e n   0   a n d   α m ax ,   t h a t   i s   ( 1   –   c o s α )   f o r   α   =   0 ,   i n   ( 2 )   a n d   ( 3 ) .   I f   s i n α   i s   i n te g r a l   c o s α   a n d   c o m p a r e d   to   t h e   i n t e g r a t i o n   v a l u e   0 ,   t h e r e   i s   c o s 1 ,   w h i c h   m e a n s   ( 1   –   c o s α max  ).       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h e  r esu lt  is   th e  f lo w  th at  i s   alwa y s   cr o s s - s ec tio n   tim es   s p ee d   b y   r eso lu tio n .   T h e  s p ee d   h er e  is   th e  o r b ital sp ee d   o f   th is   o u ter   a r ea ,   as   in   ( 6 ) .     =   .  = ρ . g . Q . R ( 1 − c os α )   ( 6 )     W h er ea s   th e  s tatio n ar y   o p er ati n g   ca s e   (ω stat ) ,   is   g iv e n   b y   ( 7 ) .      = ρ . g . R ( 1 − os α )   ( 7 )     T h e  cr o s s - s ec tio n al  f lo w  o f   i n d iv id u al  c o m p a r tm en ts   m u ltip lied   b y   th e   an g u lar   v elo city   m u ltip lied   b y   th e  r ad iu s ,   th e  f illi n g   o f   th e  i n d iv id u al  p ar ts   o f   a  g iv en   f lo w  c an   b e  ca lcu lated .   Fin ally ,   a b o u t  th e  ef f icien cy   th at   will  b e  th e  p o wer   o f   th e  tu r b in e,   ab o u t  th e  cu r r en t  p o wer   e f f icien cy   o f   s u ch   a  tu r b in e  th at  af ter   m ak in g   a n   attem p t  to   s k ip   th e  r is e  tim es  in   th e  r aw  f lo w  tim es,  th e  f lo w  tim es  h ea d   tim es,  an d   b y   co n f ig u r in g   th e  en tire   tu r b in e  s y s tem   to   o p er ate  with   a  lar g e  d elta  H.   Af ter   th at,   th e  h eig h t  o f   th e  f all  f r o m   th e  o v er all  ef f icien cy   o f   th e  tu r b in e   ca n   b e  ca lcu lated .   T ak e  ad v an tag e   o f   t h e  tu r b in e  p o wer   a n d   t h e  cu r r en t  im p a ct  f o r ce   o f   th e   g ain   f lo w,   an d   t h en   tak e  o u t f r o m   h er e  .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Op timu m  co n tr o l a n d   d esig n   o f a   s ma ll h yd r o   p o w er p la n t f o r   a g r icu ltu r e   …   ( Ja ma l  A h me d   Ha mee d )   565   = . . .    ( 8)      = ( 1 −  )   ( 9 )     T hus ,   ar r iv i n g   at  th e  f all  h eig h t ,   wh ich   is   n o   m o r e  th a n   u s in g   th e  d elta  f allin g   h eig h t/cu r r en t f allin g   h eig h t.     = =   Δ H Δ h   ( 1 0 )     W h er e  P T  is   th e  to tal  p o wer   an d   f lo w  p o wer   P F    Su ch   a  tu r b in e  ca n   h av e  a  r el ativ ely   h ig h   d e g r ee   o f   ef f icie n cy   with   o p tim u m   co n tr o l  an d   d esig n   o f   o v er s h o t w ater   wh ee ls ,   s u ch   t h in g s   ar e   s till   b u ilt to d a y   b e ca u s e  th ey   h av e   a  v e r y   h ig h   d e g r ee   o f   ef f icien cy   th at  d ep en d s   o n   th e  t o tal  h ea d   we  ca n   u s e  f o r   th e  wate r .   Fig u r e   4   s h o ws  th e  ac h iev ab le   p er f o r m an ce   p er   m   o f   d r o p   h eig h t  d ep en d in g   o n   ef f icien c y   η   an d   wate r   v o lu m e  f lo w   Q.   Fo r   test in g   th e   wate r   wh ee l   in   th e  lab o r ato r y ,   a   test   s tr ea m   was  b u ilt  an d   th e  p h y s ical  m o d el  an d   m ea s u r in g   in s tr u m en ts   in s talled .   T h e  p h y s ical  m o d el,   m ea s u r i n g   eq u ip m en t,   ca lcu latio n   a n d   a n aly s is   m eth o d s ,   im p r o v em en t step s ,   an d   an aly s is   m eth o d   ar e   d escr i b ed   as  in   th e   m o d el  s h o wn   in   Fig u r e  5 .   T h e   test   d ev ice  co n s is ts   o f   a  wate r   p u m p ,   an   o v e r h ea d   tan k ,   p ip e lin es,  a  f lo w  m eter ,   an d   a  g r o u n d   tan k .   T h e  g r o u n d   tan k ,   3   m eter s   in   len g th ,   1   m eter   in   wid th ,   an d   1   m eter   in   d ep th ,   in clu d es  a  m o d el  o f   th e  wate r   wh ee l,   th e  s h af t,  th e  to r q u e  tr an s d u ce r ,   th e  v elo city   s en s o r ,   th e  wate r   p ip e,   th e  in let  tan k   at   th e  u p s tr ea m ,   an d   th e  co n tr o l   d am   at  th e  d o wn s tr ea m .   T h e   s id e  wall s   o f   th e  d u ct  co n s is t  o f   a  wall  an d   th e   b o tto m   is   a  co n c r ete  f lo o r .     C h an n el  s lo p e  is   ad ju s tab le  an d   in   all  test s   co n d u cted   in   th is   r esear ch ,   th e  s lo p e  is   m ain tai n ed   at  0 °.  T h e  m ax im u m   f lo w  r ate  th at  t h e  test   s etu p   ca n   h an d le  s af ely   is   ar o u n d   3 5   L /s .   W ater   was p r o v id ed   b y   a  p u m p   with   a  m ax im u m   ca p ac ity   o f   5 0   L /s .   T h e  g e n er al  s h ap e   o f   t h e   test   d ev ice  is   s h o wn   in   Fi g u r e   4   an d   th e  p h y s ical  m o d el  is   s h o wn   in   Fig u r e  5 .   T h e  wh ee l  co n s is ts   o f   a  h u b ,   b la d es ,   an d   s id e  ca p s .   T h e  wh ee l   h u b   is   m ad e   o f   s o lid   ir o n   tu b es,  wh ic h   h av e   a  d iam eter   o f   1 0 0   cm   a n d   a  wid t h   o f   3 0   cm .   1 2   s teel  V - s h a p ed   b la d es  o f   2   m m   th ick   f ix ed   al o n g   th e   p er im eter   o f   t h e  ax le.   T h e   b lad es   ar e  1 0   cm   lo n g   an d   a r e  V - c u r v ed   to   o b t ain   an   an g le   o f   1 2 7   d eg r ee s .   T h e   b lad es  ar e  c o ate d   to   r e d u ce   s u r f ac e  r o u g h n ess   an d   p r e v en t  c o r r o s io n .   A  s tain less   s teel  s h af t  with   a  d iam eter   o f   2 0   m m   was u s ed .           Fig u r e  4 .   T h e  wate r   ca p ac ity   f lo w  Q  an d   th e  e f f ec tiv en ess   η           Fig u r e  5 .   Heig h t p r o f ile  p atter n   f o r   o v er s h o t w ater   wh ee ls     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,  Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 5 :   5 6 0 - 568   566   3 . 1 .     O v er s ho t   wa t er   wheel -   l o t s   o f   po wer   wit h lit t le  wa t er   A   s u it a b l e   te r r a i n   f o r   o v e r s h o t   w a t e r   w h e el s   i s   s h o w n   i n   F i g u r e   2   w i t h   a   s t e p - s h a p e d   c o u r s e .   A t   t h e   s a m e  t i m e ,   t h e   b o d y   o f   wa t e r   e x p e r ie n c e s   i ts   r es p e c ti v e   i n c r ea s e  i n   v e l o c i t y ,   e s s e n ti a l l y   d u r i n g   t h e   s t e p   p as s a g e .   As   a  r e s u l t ,   n o t   t o o   m u c h   k i n e t i c   e n e r g y   m u s t   b e   d e s t r o y e d   ( b r a k e d )   w h e n   e n t e r i n g   v i a   a   c o n ta c t o r   t o   t h e   w at e r   w h e el .   W i t h   t h e    r es u l ts   f r o m   F i g u r e   5 ,   t h e   v e l o c i t y   i   b e f o r e   t h e   s t e p   s h o u l d   o p t i m a l l y   s a t is f y   t h e   f o ll o w i n g   r e l a ti o n s h i p .     ≤  = . √ 2   .   . ℎ   [ m /s ] ,   ( Fric tio n al  lo s s es  )   ( 1 1 )     T h e  s p ee d   o f   th e  in let   is   less   th an   th at  o f   th e   m ax im u m   c o n ta cto r   o u tf lo w.   W ith   th e   av ailab l e  q u an tity   o f   wate r   Q,   f o r   th e   g eo m et r y   o f   th e   wate r   wh ee l:   L * B   ≈   Q / i   [m 2 ] .   T h i s   m u s t   b e   m a t c h e d   w i t h   t h e   t e c h n i c al l y   r e a l i z a b l e   s p e e d   u s i n g   t h e   f o r m u l a   n   =   60 . . . .  . I  [ m i n - 1 ]  i s   t h e   n u m b e r   o f   c e l l s   w i t h   t h e   r e s p ec t i v e   m a x .   F i l l i n g   v o l u m e   V z   a n d   t h e   d e g r e e   o f   f i l l i n g   0   ≤     ≤   1 .   T h e   m a x i m u m   p o s s i b le   d i a m e t e r   D   o f   t h e   w a te r   w h e e l   i s   g i v e n   b y   t h e   a v a i la b l e   s t e p   h e i g h t   ∆ h i ,   s o   D   =   2 R ≤   ∆ h i .   F o r   t h e  s t e ep n e s s   o f   t h e   n a t u r al   s t e p ,   o n e  c o u l d   s et   0   ≤   ∆ s i  ≤  ( 2 … 3 ) * D ,   c o n s i d e r i n g   t h e   r e q u i r e d   e a r t h w o r k s .   T h e  h eig h t  d if f e r en tial  b etwe en   th e  h ea d r ac e  an d   tailr ac e  wate r   s u r f ac es  is   k n o wn   as  t h e  p r ess u r e  h ea d er   ( ℎ p ) .   T h e  wate r ' s   v elo c ity   in   th e   h ea d r ac e,   wh er e   th e  p r ess u r e  h ea d   is   m ea s u r e d ,   is   u s ed   to   co m p u te  th e   h ea d   v el o city   ( ℎ ).   T h e  jo lly   s tick s   tech n iq u e,   wh ich   in v o lv es   tim e  an   item   t h at  f lo ats  o v er   a   s p ec if ied   d is tan ce ,   ca n   b e  u s ed   to   d ete r m in e  th e   v elo city   ( s p ee d )   .   A n   ad ju s tm en t  f ac to r   n ee d s   to   b e  u s e d ,   as  s h o wn   in   th e  ca lcu latio n   b elo w,   b ec au s e  wate r   at  its   s u r f ac e  tr av els m o r e  q u ick ly   th a n   wate r   cl o s er   to   t h e  b o tto m   a n d   s id es.   T h e  v o lu m e  f lo w  r ate  ca n   b e   d eter m in ed   i n   a  v a r iety   o f   m ea n s .   T h e  cr o s s - s ec tio n al  f o o tp r in t  an d   v elo city   ar e   two   o f   th e   m o s t  b asic.  T h e  m ea s u r em en ts   n ee d   to   b e   tak en   at  th e   s am e  l o ca tio n ,   w h ich   c o u ld   b e   an y   p ar t  o f   eith e r   th e  h ea d   o r   tailr ac es.  T h e  v o lu m e  f lo w  r at e  ca n   o cc asio n ally   b e  m ea s u r e d   u s in g   th e  b u c k et  an d   s t o p watc h   ap p r o ac h ; it  m u s t h av e  th e  s am e  q u a n tity   o f   w ater   p ass in g   th r o u g h   it a s   th e  wh ee l.       4.   CO NCLU SI O N   Acc o r d in g   t o   th e  r esu lts   ac h ie v ed ,   th e  wate r   w h ee l' s   r ea l  am o u n t  o f   wate r   is   ap p r o x im ately   5 . 3 6   tim es   th at  o f   th e  b lad e.   C o n s id er in g   th at  th e  r ate  o f   wate r   f lo w   r em ain s   co n s tan t,  th e  wate r   wh ee l' s   s ize  ca n   b e   ex p an d e d   p r o p o r tio n ally   to   r aise its   wate r   ca p ac ity .   T h e  n o zz le's len g th   in f lu en ce s   th e  wate r   wh ee l' s   s p in n in g ;  h av in g   a  s h o r ter   n o zz le  r esu lts   in   a  g r ea ter   R PM.   T h is   d em o n s tr ates h o w  th e  R P M  is   im p ac ted   b y   th e  n o zz le' s   co ef f icien t.  Ad d itio n ally ,   th e  r esu lts   d em o n s tr ated   th at  t h e  g r ea test   R PM  m ea s u r em e n t  was  attain ed   at  5 6 . 2 5 °   ( 6 8 . 3 )   n o zz le  an g le.   B ec au s e   th e  v o lu m e  o f   wate r   m ain tai n ed   in   a  tr ian g u lar   b la d e  is   m o r e  th an   th at  o f   a  p r o p eller   b lad e ,   wate r   wh ee ls   with   tr ian g u lar   b la d es  g e n er at e  g r ea ter   r o tatio n s   p e r   m in u te   th an   wate r   wh ee ls   with   p r o p eller - ty p e  b lad es.  T h e  wate r   wh ee l' s   m a s s   cr ea ted   m o m en t  in er tia  an d   s u b s eq u e n tly   in cr ea s ed   an g u la r   v elo city ,   wh ich   ac ce ler ate d   th e  wate r   wh ee l' s   r o tatio n .   Fo r   th e  wate r   wh ee l  p r o p eller   an d   tr ian g le,   th e  id ea l   n o zz le  an g le  is   2 0 °  t o   ac h ie v e  m ax im u m   e f f icien cy .   T h e   id e al  ax is   an g le  was  d is co v er ed   f o r   th e   p r o p eller   1 0 °   an d   2 0 °   tr ia n g les,  r esp ec tiv ely .   Similar   R PM  will b e  d eliv er ed   with   an   ax is   an g le  o f   1 5 ° .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h er e  is   n o   a n y   f u n d i n g .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O N S   ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al   u s es  th e  C o n t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   J am al  Ah m ed   Ham ee d   ✓       ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓     T h am ir   Hass an   Aty ia     ✓       ✓   ✓     ✓   ✓   ✓     ✓       Sab a  Fad h il Ah m ed   J af   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓       ✓   ✓       ✓   Z u b aid ah   G h az e   Ab d u lk ar ee m   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓       ✓             Gh an im   T h iab   Hasan   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓   ✓     ✓         C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Op timu m  co n tr o l a n d   d esig n   o f a   s ma ll h yd r o   p o w er p la n t f o r   a g r icu ltu r e   …   ( Ja ma l  A h me d   Ha mee d )   567   CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   W e  h av e  n o   c o n f lict   o f   in ter est to   r ep o r t.       DATA AV AI L AB I L I T Y    So m e  in f o r m atio n   was o b tain e d   f r o m   th e  Mo s u l D am   Hy d r o p o wer   C o m p an y   in   I r aq .       RE F E R E N C E S   [ 1 ]   Z.   K a m i s,  M .   R .   A b . G h a n i ,   M .   N .   K a maru d i n ,   H .   N .   M o h d   S h a h ,   a n d   J.  Z a n a r i a h ,   “ A   R e v i e w   o n   S V C   c o n t r o l   f o r   p o w e r   s y st e m   st a b i l i t y   w i t h   a n d   w i t h o u t   a u x i l i a r y   c o n t r o l l e r , ”   B u l l e t i n   o f   El e c t ri c a l   En g i n e e ri n g   a n d   I n f o rm a t i c s ,   v o l .   8 ,   n o .   3 ,   p p .   7 6 1 – 7 6 8 ,   S e p .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / e e i . v 8 i 3 . 1 3 1 8 .   [ 2 ]   M .   Z .   A b d u l a z e e z ,   “ E x p e r i me n t a l   i n v e st i g a t i o n   o f   t h e   e f f e c t   o f   d u st   o n   mo n c r y st a l l i n e   p h o t o v o l t a i c   m o d u l e   p e r f o r man c e   i n   K i r k u k ,   I r a q , ”   K i rk u k   U n i v e r si t y   J o u r n a l   o f   S c i e n t i f i c   S t u d i e s ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 2 7 – 1 3 8 ,   2 0 1 8 .   [ 3 ]   J.  M o h a mm e d ,   “ S t u d y   t h e   r e l a t i o n s h i p   b e t w e e n   t h e   so l a r   r a d i a t i o n   a n d   t h e   a i r   t e mp e r a t u r e   i n   K i r k u k   G o v e r n o r a t e , ”   K i r k u k   U n i v e rsi t y   J o u r n a l - S c i e n t i f i c   S t u d i e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   3 ,   p p .   1 1 6 – 1 3 2 ,   S e p .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 2 8 9 4 / k u j ss. 2 0 1 9 . 1 4 . 3 . 1 0 .   [ 4 ]   M .   S .   A z i z   a n d   A .   G .   A b d u l l a h ,   “ H y b r i d   c o n t r o l   st r a t e g i e s  o f   S V C   f o r   r e a c t i v e   p o w e r   c o m p e n sa t i o n , ”   I n d o n e si a n   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   1 9 ,   n o .   2 ,   p p .   5 6 3 – 5 7 1 ,   A u g .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s . v 1 9 . i 2 . p p 5 6 3 - 5 7 1 .   [ 5 ]   Y .   K .   A l - Ti m i mi ,   “ M o n i t o r i n g   d e s e r t i f i c a t i o n   i n   so m e   r e g i o n s  o f   I r a q   u si n g   GIS   t e c h n i q u e s , ”   I r a q i   J o u r n a l   o f   A g ri c u l t u r a l   S c i e n c e s ,  v o l .   5 2 ,   n o .   3 ,   p p .   6 2 0 – 6 2 5 ,   J u n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 6 1 0 3 / i j a s. v 5 2 i 3 . 1 3 5 1 .   [ 6 ]   R .   Z .   K h l a i f   a n d   T .   H .   A t y i a ,   “ C o m p a r a t i v e   a n a l y s i s  o f   o p t i m i z a t i o n   a p p r o a c h e s   f o r   c o m b i n e d   e c o n o mi c   e m i ssi o n   d i s p a t c h -   a  c o m p r e h e n si v e   r e v i e w , ”   En g i n e e r i n g   Re se a rc h   Ex p ress ,   v o l .   6 ,   n o .   3 ,   p .   0 3 5 3 5 8 ,   S e p .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 2 6 3 1 - 8 6 9 5 / a d 7 7 8 3 .   [ 7 ]   T.   H .   A t y i a ,   “ V a r i o u s  c o n t r o l   st r a t e g i e s  o n   t o r q u e   r i p p l e   mi n i mi z a t i o n   f o r   sw i t c h e d   r e l u c t a n c e   mo t o r ,”  I O P  C o n f e re n c e   S e r i e s:   Ma t e r i a l s  S c i e n c e   a n d   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   4 5 4 ,   p .   0 1 2 0 8 5 ,   D e c .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 7 - 8 9 9 X / 4 5 4 / 1 / 0 1 2 0 8 5 .   [ 8 ]   T.   K .   J a w a d ,   O .   T.   A l - T a a i ,   a n d   Y .   K .   A l - T i m i mi ,   “ E v a l u a t i o n   o f   d r o u g h t   i n   I r a q   u si n g   D S I .   b y   r e m o t e   se n si n g , ”   I ra q i   J o u r n a l   o f   Ag ri c u l t u r a l   S c i e n c e s ,   v o l .   4 9 ,   n o .   6 ,   p p .   1 1 3 2 – 1 1 4 5 ,   D e c .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 6 1 0 3 / i j a s. v 4 9 i 6 . 1 5 2 .   [ 9 ]   A .   N .   A n g e l a k i s   e t   a l . ,   “ S u st a i n a b l e   a n d   r e g e n e r a t i v e   d e v e l o p me n t   o f   w a t e r   mi l l s   a s   a n   e x a m p l e   o f   a g r i c u l t u r a l   t e c h n o l o g i e s  f o r   smal l   f a r ms , ”   Wa t e r ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 0 ,   p .   1 6 2 1 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / w 1 4 1 0 1 6 2 1 .   [ 1 0 ]   A .   M a r t e n ,   V .   A k mat o v ,   T.   B .   S ø r e n s e n ,   R .   S t o r n o w sk i ,   D .   W e s t e r m a n n ,   a n d   C .   B r o s i n s k y ,   “ K r i e g e r s  f l a k ‐ c o mb i n e d   g r i d   s o l u t i o n :   c o o r d i n a t e d   c r o ss‐ b o r d e r   c o n t r o l   o f   a   mesh e d   H V A C / H V D C   o f f sh o r e   w i n d   p o w e r   g r i d , ”   I ET  Re n e w a b l e   P o w e r  G e n e r a t i o n ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 3 ,   p p .   1 4 9 3 – 1 4 9 9 ,   O c t .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - r p g . 2 0 1 7 . 0 7 9 2 .   [ 1 1 ]   F .   A r i f i n ,   H .   S u t a n t o ,   I .   I sk a n d a r ,   a n d   R .   S u k w a d i ,   “ Th e   d e si g n   a n d   f a b r i c a t i o n   o f   w a t e r w h e e l s  w i t h   s y s t e m  f l o a t i n g   p o n t o o n , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Re se a r c h   i n   Vo c a t i o n a l   S t u d i e s   ( I J RVO C AS ) ,   v o l .   2 ,   n o .   3 ,   p p .   0 1 – 0 6 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 5 3 8 9 3 / i j r v o c a s . v 2 i 3 . 1 4 3 .   [ 1 2 ]   M .   S h a r i f ,   M .   W a h h a b ,   a n d   K .   K h a l a f ,   “ P r a c t i c a l   p e r f o r ma n c e   i n v e s t i g a t i o n   o f   t h e   s o l a r   (PV)  p a n e l   sy s t e m  o f   t h e   E l e c t r o n i c   a n d   C o n t r o l   E n g i n e e r i n g   D e p a r t me n t   –   K i r k u k , ”   i n   Pro c e e d i n g s   o f   2 n d   I n t e rn a t i o n a l   Mu l t i - D i sc i p l i n a ry   C o n f e re n c e   T h e m e :   I n t e g r a t e d   S c i e n c e s   a n d   T e c h n o l o g i e s,  I MDC - I S T   2 0 2 1 ,   7 - 9   S e p t e m b e r  2 0 2 1 ,   S a k a r y a ,   T u rke y ,   EA I ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 4 1 0 8 / e a i . 7 - 9 - 2 0 2 1 . 2 3 1 4 9 1 8 .   [ 1 3 ]   B .   A .   N a s i r ,   “ D e s i g n   a sp e c t s  o f   sm a l l - h y d r o p o w e r   p l a n t , ”   J o u rn a l   o f   E n e r g y   Re s e a r c h   a n d   Re v i e w s ,   v o l .   9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 – 9 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 9 7 3 4 / j e n r r / 2 0 2 1 / v 9 i 2 3 0 2 2 6 .   [ 1 4 ]   A .   F .   H a me e d   a n d   B .   M .   Q a si m ,   “ U s i n g   s o l a r   e n e r g y   f o r   i r r i g a t i o n   i n   K i r k u k   C i t y   a n d   O u t s k i r t , ”   J o u r n a l   o f   A d v a n c e d   Re se a rc h   i n   Fl u i d   M e c h a n i c s  a n d   T h e rm a l   S c i e n c e s ,   v o l .   6 8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 7 5 – 1 8 2 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 7 9 3 4 / a r f mt s . 6 8 . 1 . 1 7 5 1 8 2 .   [ 1 5 ]   M .   H a ml e h d a r ,   H .   Y o u sef i ,   Y .   N o o r o l l a h i ,   a n d   M .   M o h a mm a d i ,   “ E n e r g y   r e c o v e r y   f r o m  w a t e r   d i st r i b u t i o n   n e t w o r k s  u si n g   m i c r o   h y d r o p o w e r :   A   c a se  s t u d y   i n   I r a n , ”   E n e r g y ,   v o l .   2 5 2 ,   p .   1 2 4 0 2 4 ,   A u g .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n e r g y . 2 0 2 2 . 1 2 4 0 2 4 .   [ 1 6 ]   S .   M .   A l - M a s h a t ,   A .   H .   A h me d ,   a n d   O .   K .   A h m a d ,   “ A   st u d y   o f   t h e   a c t i v e   u si n g   o f   t h e   s o l a r   e n e r g y   b y   u si n g   a   p o r o u s  me d i a   o f   K i r k u k   c i t y , ”   K i rk u k   J o u r n a l   o f   S c i e n c e ,   v o l .   1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 – 1 5 ,   D e c .   2 0 0 6 ,   d o i :   1 0 . 3 2 8 9 4 / k u j ss. 2 0 0 6 . 4 4 0 5 0 .   [ 1 7 ]   E.   Y u l i a n t i   a n d   E .   P r a se t y o ,   “ O p t i m i z a t i o n   o f   t h e   w e i r   a s  a   mi c r o   h y d r o   p o w e r   p l a n t   i n   B a y a n g   N y a l o   P a d a n g ,   W e st   S u ma t r a , ”   S u s t a i n a b l e   C i v i l   B u i l d i n g   M a n a g e m e n t   a n d   E n g i n e e ri n g   J o u rn a l ,   v o l .   1 ,   n o .   4 ,   p .   1 1 ,   A u g .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 4 7 1 3 4 / s c b me j . v 1 i 4 . 3 1 3 5 .   [ 1 8 ]   A .   D e r v i šk a d i ć ,   A .   P e r s i c o ,   R .   P a ssa g l i a ,   a n d   G .   M a r r a s,  “ N e w   f u n c t i o n s   o f   V S C   B a s e d   H V D C   t r a n sm i ssi o n   sy st e ms  t h a t   c a n   e f f e c t i v e l y   s u p p o r t   t h e   f u t u r e   S o u t h - Ea st   E u r o p e a n   g r i d   w i t h   l o w   i n e r t i a   a n d   l a r g e   a mo u n t   o f   R ES  g e n e r a t i o n , ”   B&H   El e c t ri c a l   En g i n e e ri n g ,   v o l .   1 7 ,   n o .   s1 ,   p p .   4 4 – 5 2 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 4 7 8 / b h e e - 2 0 2 3 - 0 0 1 7 .   [ 1 9 ]   D .   Ja n g   e t   a l . ,   “ D e v i c e   e x p l o r a t i o n   o f   n a n o sh e e t   t r a n si st o r s  f o r   s u b - 7 - n m   t e c h n o l o g y   n o d e ,”  I EEE   T r a n s a c t i o n s   o n   El e c t r o n   D e v i c e s ,  v o l .   6 4 ,   n o .   6 ,   p p .   2 7 0 7 – 2 7 1 3 ,   J u n .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TED . 2 0 1 7 . 2 6 9 5 4 5 5 .   [ 2 0 ]   M .   I smae l   a n d   O .   M o h a mm e d ,   “ E x p e r i m e n t a l   i n v e st i g a t i o n   o f   f l a t   p l a t e   c o l l e c t o r   sy s t e m  p e r f o r m a n c e   u s i n g   g a l v a n i z e d   s t e e l   a b s o r b e r   i n   D u h o k   c l i m a t e , ”   T h e   J o u rn a l   o f   T h e   U n i v e rs i t y   o f   D u h o k ,   v o l .   2 2 ,   n o .   2 ,   p p .   4 9 – 5 6 ,   N o v .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 2 6 6 8 2 / sj u o d . 2 0 1 9 . 2 2 . 2 . 6 .   [ 2 1 ]   D .   Ts u a n y o ,   B .   A m o u g o u ,   A .   A z i z ,   B .   N k a   N n o mo ,   D .   F i o r i t i ,   a n d   J.   K e n f a c k ,   “ D e si g n   m o d e l s   f o r   sma l l   r u n - of - r i v e r   h y d r o p o w e r   p l a n t s:   a   r e v i e w , ”   S u s t a i n a b l e   E n e rg y   Re se a rc h ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p .   3 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 8 0 7 - 023 - 0 0 0 7 2 - 1.   [ 2 2 ]   Z.   N .   A b b a s   a n d   F .   M .   T u a i ma h ,   “ S t a b i l i t y   i m p r o v e me n t   o f   T h e   I r a q i   S u p e r   G r i d   ( 4 0 0 k V )   u si n g   h i g h   v o l t a g e   d i r e c t   c u r r e n t   ( H V D C )   t r a n s mi ss i o n , ”   J o u rn a l   o f   En g i n e e ri n g ,   v o l .   2 7 ,   n o .   1 1 ,   p p .   6 4 – 7 4 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 1 0 2 6 / j . e n g . 2 0 2 1 . 1 1 . 0 5 .   [ 2 3 ]   M .   T .   C h a i c h a n   a n d   H .   A .   K a z e m,   G e n e r a t i n g   e l e c t ri c i t y   u si n g   p h o t o v o l t a i c   s o l a r  p l a n t s  i n   I ra q .   C h a m :   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 7 5 0 3 1 - 6.   [ 2 4 ]   M .   N .   N u g r a h a ,   R .   D .   K u s u ma n t o ,   a n d   I n d r a y a n i ,   “ P r e l i m i n a r y   a n a l y s i s  o f   m i n i   p o r t a b l e   h y d r o   p o w e r   p l a n t   u s i n g   A r c h i m e d e s  s c r e w   t u r b i n e , ”   i n   2 0 2 1   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e r  S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g   ( I C 2 S E) ,   I EEE,   N o v .   2 0 2 1 ,   p p .   1 – 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C 2 S E 5 2 8 3 2 . 2 0 2 1 . 9 7 9 1 9 6 6 .   [ 2 5 ]   K .   K .   K h a l e e l ,   A .   M .   T.   I .   A l - N a i b ,   a n d   T .   H .   A t y i a ,   “ A n   e f f i c i e n t   w i r e l e ss  m o n i t o r i n g   s y st e m  f o r   p h o t o v o l t a i c   p a n e l s  u s i n g   B l u e t o o t h   t e c h n o l o g y , ”   i n   AI P  C o n f e r e n c e   P ro c e e d i n g s ,   2 0 2 4 ,   p .   0 2 0 0 0 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 5 . 0 1 8 2 3 7 0 .   [ 2 6 ]   S .   J.   W i l l i a m so n ,   B .   H .   S t a r k ,   a n d   J.   D .   B o o k e r ,   “ L o w   h e a d   p i c o   h y d r o   t u r b i n e   se l e c t i o n   u s i n g   a   mu l t i - c r i t e r i a   a n a l y si s , ”   Re n e w a b l e   En e r g y ,   v o l .   6 1 ,   p p .   4 3 – 5 0 ,   Ja n .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 1 2 . 0 6 . 0 2 0 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,  Vo l.  1 4 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 5 :   5 6 0 - 568   568   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Dr .   J a m a l  Ah m e d   H a m e e d           is  a n   As so c iate   P ro fe ss o r  a t  Ti k rit   U n iv e rsity /C o ll e g e   o f  P e tro leu m   P ro c e ss   En g i n e e rin g ,   Ira q .   He   g ra d u a ted   in   t h e   Un i v e rsity   o f  Ch e m n iz ,  G e rm a n y ,   M a ste r  1 9 8 4   a n d   P h . D.   1 9 8 7 .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  Ja m a a l . a h m e d @tu . e d u . i q .         Th a m ir   H a ss a n   Aty i a           re c e iv e d   t h e   B. E n g .   d e g re e   in   El e c tri c a l  a n d   El e c tr o n ics   En g i n e e rin g   fro m   t h e   Un i v e rsity   o f  Tec h n o l o g y ,   Ira q   in   1 9 8 8 ,   t h e   M . P h i l .   i n   C o n tr o l  S y ste m   En g i n e e rin g ,   fr o m   t h e   Un i v e rsit y   o f  Ne wc a stle  u p o n   Ty n e ,   U n it e d   Kin g d o m   i n   1 9 9 4 ,   a n d   Ph . D .   in   Co n tr o l  S y ste m   E n g i n e e rin g ,   fr o m   th e   Un i v e rsity   o f   Ne wc a stle  u p o n   Ty n e ,   Un it e d   Kin g d o m   in   1 9 9 9 .   He   is  a   m e m b e r  o f  IET .   Cu rre n tl y ,   h e   is  a n   As so c iate   P ro fe ss o r  Lec tu re r  in   El e c tri c a l  En g in e e ri n g   De p a rtme n t,   Ti k rit   Un i v e rsity .   Th a m ir  Aty ia  h a s  o v e r  th irt y   y e a rs  o f   e x p e rien c e   in   in d u s tr y   a n d   a c a d e m ia  a s  a n   e n g in e e r,   e d u c a t o r,   a n d   a d m in istrato r .   He   is  we ll   k n o w n   a s  a   tec h n ica l  lea d e r  i n   t h e   m a c h in e   c o n tro l   in d u str y ,   a   re se a rc h e r  in   e lec tri c   p o we r   e n g in e e rin g ,   a n   e d u c a to r  i n   e n g i n e e rin g ,   a n d   a n   a d m i n istrato r   in   h i g h e r  e d u c a ti o n .   His  re se a rc h   in tere sts   c o v e r:  c o n tr o l  a n d   o p t i m iza ti o n ,   m a th e m a ti c a l  m o d e li n g   a n d   sim u latio n ,   e lec tri c a l  m a c h in e s,  p o we r  sy ste m s,  a n d   re n e wa b le  e n e rg y .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   d r. th a m ir. a t y ia@ tu . e d u . i q .         S a b a   Fa d h il   Ahm e d   Jaf           is a   lec tu re r  a t  th e   Un iv e rsity   o f  Kirk u k   in   En g i n e e rin g   Co ll e g e   of   E n g in e e rin g .   S h e  fin i sh e d   b a c h e lo r’s  d e g re e   i n   El e c tri c a l  En g i n e e rin g   i n   T ik rit   Un iv e rsity .   T h e n ,   jo i n e d   th e   U n iv e rsity   o f  Ki rk u k   in   th e   En g in e e rin g   C o ll e g e .   Late r  o n ,   c o m p lete d   M . Sc .   in   t h e   Un i v e rsit y   o f  S u laim a n i  wh e re   m y   m a in   f o c u s wa s o n   a n ten n a   d e sig n   fo r  G S M .   P a rt  o f  th e   M . Sc .   p ro je c t  wa s  c a li b ra ted   with   th e   As ia   Ce ll   Tele c o m   c o m p a n y .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   sa b a . e n g 8 1 @ u o k ir k u k . e d u . iq .         Zu b a id a h   G h a z e   Abd u lk a r e e m           o b tai n e d   h e r  b a c h e l o r’s  d e g r e e   in   El e c tri c a l  En g i n e e rin g   fro m   Ti k rit   U n iv e rsi ty   in   2 0 0 8 ,   t h e n   o b tain e d   h e r  m a ste r’s   d e g re e   fro m   Ista n b u l   G e li si m   Un iv e rsity /T ü rk i y e   in   2 0 2 3   in   t h e   field   o f  p o we r  sy ste m   o p ti m iza ti o n   a l g o rit h m   c o m b in e d   wit h   e c o n o m ic  a n d   e m issio n   d is p a tch .   C u rre n tl y ,   sh e   is  a   sta ff  m e m b e r  o f  th e   El e c tri c a l  En g i n e e rin g   De p a rtme n t,   Co ll e g e   o f  En g in e e rin g ,   Kir k u k   Un iv e rsity .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  e n . z u b a y d a g h a z e @g m a il . c o m .         G h a n im   Th ia b   H a sa n           is  a n   A ss o c iate   P ro fe ss o r  a t  th e   De p a rtm e n t  o f  E lec tri c a l   En g i n e e rin g ,   Al - S h irq a t  E n g in e e rin g   C o ll e g e ,   Ti k ri t   Un i v e rsity ,  I ra q ,   wh e re   h e   h a s  b e e n   a   fa c u lt y   m e m b e r  si n c e   2 0 0 6 .   He   g r a d u a ted   wi th   a   first - c las s  h o n o rs   B. En g .   d e g re e   i n   E lec tri c a l  a n d   El e c tro n ic   En g i n e e rin g   fro m   Be lg ra d e   Un i v e rsity ,   S e r b ia,  in   1 9 8 4 ,   a n d   M . S c .   in   El e c tri c a l  En g i n e e rin g   fro m   Be lg ra d e   Un i v e rsity ,   S e r b ia ,   i n   1 9 8 6 .   His   re se a rc h   in tere sts  a re   p rima ril y   i n   th e   a re a   o f  e lec tri c a l  a n d   e lec tro n ic  e n g in e e rin g .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   g a n imd iab @ y a h o o . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.