الملخص

تركز هذه الدراسة (البحث) على تطبيق عملية الهندسة العكسية (RE) في تصميم، وتصنيع، وتركيب، واختبار النموذج الأولي لدوار الطاحونة الهوائية الميكانيكية التي تعمل بضخ المياه. يعتمد تصميم الدوار المختار على نموذج تجاري يبلغ قطره 4.88 متراً (16 قدمًا) وارتفاع البرج 12 متراً. تتضمن عملية الهندسة العكسية ثلاث خطوات رئيسية: رقمنة المكون ومعالجة البيانات المقاسة وإنشاء نموذج التصميم بمساعدة الحاسوب ((CAD. يتم استخدام برنامج تطبيق تفاعلي ثلاثي الأبعاد بمساعدة الحاسب (CATIA V5) لتحليل الانحراف، والذي يتحقق من صحة النماذج ثلاثية الأبعاد للدوار من خلال مقارنتها بالبيانات الأصلية الممسوحة ضوئيًا. تعمل النماذج التي تم التحقق من صحتها كأساس لإنشاء نموذج تجميع ثلاثي الأبعاد نهائي، مما يضمن جدوى تجميع المكونات والموافقة على التصميم. كانت النماذج ثلاثية الأبعاد هي الأساس لتصنيع النموذج الأولي لأجزاء دوار الطاحونة الهوائية الذي تم تركيبه في موقع تجريبي في إحدى ضواحي تاجوراء، ليبيا. تم اختبار دوار الطاحونة الهوائية كجزء داخل نظام استخراج المياه الجوفية لنظام الطاحونة الهوائية من البئر بمتوسط سرعة رياح 2.7 متر/ثانية، مقاسة على ارتفاع 2 متر من الأرض. تم تقييم متوسط معدل تدفق المياه المقدر بـنحو 1 لتر/10 ثوانٍ. خلال عملية التصميم والتطوير، تم استخدام برنامج كاتيا في (CATIA V5) كنظام متكامل، يجسر (يربط)، أنشطة الهندسة العكسية وأنشطة CAD. إن التنفيذ الناجح للهندسة العكسية في تصنيع دوار طاحونة هوائية لضخ المياه بنتائج واعدة هو في الواقع إنجاز جدير بالملاحظة، يمكن أن يكون له تأثيرات إيجابية كبيرة للحصول على المياه النظيفة والطاقة المتجددة في مناطق مختلفة من ليبيا، وخاصة في المناطق المعزولة عن شبكة الكهرباء.

ABSTRACT

This study (research) focuses on applying the reverse engineering (RE) process (approach) to design, manufacture, install, and test a mechanical water-pumping windmill rotor prototype. The selected rotor design is based on a commercial model with a height of 12 meters and a diameter of 4.88 meters. The reverse engineering process involves three key steps: digitizing the components (parts), evaluating the measured data, and generating the CAD (computer-aided design) model. CATIA (computer-aided three-dimensional interactive application) V5 is employed for deviation analysis, which validates the 3D models of the rotor by comparing them with the original scanned data. The validated models serve as the basis for creating a final 3D assembly model, ensuring the feasibility of component assembly and design approval. The 3D models, serving as the foundation for fabricating the prototype components of the rotor, were subsequently installed at a pilot location in a suburban area of Tajoura, Libya.
The windmill's rotor underwent testing as part of a groundwater extraction system, drawing water from a Well. The testing occurred under an average wind speed of 2.7 meters per second, measured at a height of 2 meters above the ground. The assessed average water flow rate was 1 liter every 10 seconds.
CATIA V5 is utilized as an integrated system throughout the design and development process, bridging reverse engineering and CAD activities. The successful implementation of reverse engineering in manufacturing the water-pumping windmill rotor components with promising results is indeed a noteworthy achievement, which can significantly positively impact access to clean water and renewable energy in various regions of Libya, particularly in areas isolated from the electricity grid.