Horizontal Biomass Gasifier in Zakho: Computational Guide and Investigation

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorTaher, Mayaf
dc.contributor.authorMahmood, Raid
dc.date.accessioned2026-02-17T14:20:09Z
dc.date.available2026-02-17T14:20:09Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractThe horizontal biomass gasifier represents a promising and sustainable solution for addressing both the growing energy needs and environmental challenges in Zakho City, Iraq. This study explores the utilization of locally available biomass waste to produce clean, renewable energy through a horizontal burner gasifier system. By converting organic waste into combustible gas, the system offers a practical pathway toward reducing pollution and mitigating the environmental impact of waste accumulation. The primary goal of this research is the development, validation, and optimization of a computational model capable of accurately predicting the thermal and fluid dynamics of a horizontally configured gasifier under local operating conditions. Using Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations in ANSYS Fluent 2024 R2, the study investigates combustion dynamics, temperature distribution, flow behavior, and heat transfer within the gasifier. The model was constructed based on actual geometry, fuel properties, and pressure-driven boundary conditions, ensuring realistic physical representation. A mesh-independence study confirmed numerical stability, while turbulent flow and combustion were modeled using the standard k–ε and eddy-dissipation approaches. Validation against published experimental data demonstrated excellent agreement, with less than 6 % deviation from reported results. Parametric optimization revealed that an air flow rate of 28–32 m³/h yields a maximum temperature of approximately 1450 °C and a thermal efficiency near 91 %, establishing the optimum operational range for this configuration. The horizontal orientation exhibited more uniform temperature gradients and improved mixing compared to vertical systems. This revised investigation not only strengthens the physical and computational understanding of biomass gasification in horizontal systems but also provides a robust modeling foundation for future 3D simulations and experimental validation, supporting broader adoption of biomass-based renewable energy technologies in similar regions.
dc.description.abstractotherГоризонтальний газифікатор біомаси є перспективним і стійким рішенням для задоволення зростаючих потреб в енергії та вирішення екологічних проблем у місті Захо, Ірак. У цьому дослідженні вивчається можливість використання місцевих відходів біомаси для виробництва чистої відновлюваної енергії за допомогою горизонтальної системи газифікатора з пальником. Перетворюючи органічні відходи на горючий газ, система пропонує практичний шлях до зменшення забруднення та пом'якшення впливу накопичення відходів на навколишнє середовище. Основною метою цього дослідження є розробка, валідація та оптимізація обчислювальної моделі, здатної точно прогнозувати теплову та гідродинаміку горизонтально сконфігурованого газифікатора в місцевих умовах експлуатації. Використовуючи обчислювальні гідродинамічні (CFD) симуляції в ANSYS Fluent 2024 R2, в дослідженні вивчаються динаміка горіння, розподіл температури, поведінка потоку та теплопередача всередині газифікатора. Модель була побудована на основі фактичної геометрії, властивостей палива та граничних умов, зумовлених тиском, що забезпечує реалістичне фізичне представлення. Дослідження незалежності від сітки підтвердило чисельну стабільність, тоді як турбулентний потік і горіння були змодельовані з використанням стандартних підходів k–ε та вихрового розсіювання. Перевірка на відповідність опублікованим експериментальним даним продемонструвала відмінну збіжність, з відхиленням менше 6 % від опублікованих результатів. Параметрична оптимізація показала, що при швидкості повітряного потоку 28–32 м³/год максимальна температура становить приблизно 1450 °C, а тепловий ККД — близько 91 %, що визначає оптимальний діапазон роботи для цієї конфігурації. Горизонтальна орієнтація продемонструвала більш рівномірні температурні градієнти та покращене змішування порівняно з вертикальними системами. Це переглянуте дослідження не тільки поглиблює фізичне та обчислювальне розуміння газифікації біомаси в горизонтальних системах, але й забезпечує міцну основу для моделювання майбутніх 3D-симуляцій та експериментальної валідації, сприяючи ширшому впровадженню технологій відновлюваної енергії на основі біомаси в подібних регіонах.
dc.format.pagerangeP. 342–350
dc.identifier.citationTaher, Mayaf. Horizontal Biomass Gasifier in Zakho: Computational Guide and Investigation / Mayaf Taher, Raid Mahmood // Mechanics and Advanced Technologies. – 2025. – Vol. 9, No. 3(106). – P. 342–350. – Bibliogr.: 25 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2025.9.3(106).330530
dc.identifier.orcid0009-0004-6770-2602
dc.identifier.orcid0000-0002-3237-9487
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78834
dc.language.isoen
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 3(106)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectBiomass Gasifier
dc.subjectComputational Fluid Dynamics (CFD)
dc.subjectRenewable Energy
dc.subjectCombustion Simulation
dc.subjectThermal Efficiency
dc.subjectWaste-to-Energy
dc.subjectгазифікатор біомаси
dc.subjectобчислювальна гідродинаміка (CFD)
dc.subjectвідновлювана енергетика
dc.subjectмоделювання горіння
dc.subjectтеплова ефективність
dc.subjectперетворення відходів в енергію
dc.subject.udc536.24:532.517.4
dc.titleHorizontal Biomass Gasifier in Zakho: Computational Guide and Investigation
dc.title.alternativeГоризонтальний газифікатор біомаси в Захо: Розрахунковий посібник та дослідження
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
342–350.pdf
Розмір:
1.48 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 3 (106)