太阳能直接辐照下碳酸钙颗粒的粗颗粒CFD-DEM模拟

钙基热化学储热材料具有无毒、储能密度高、与超临界CO_(2)热力循环相容性好等优点,是下一代高温太阳能热发电站极具潜力的储能候选材料之一。但是,常规热化学储热技术是采用基于间接表面吸收式反应器,这种技术具有高热损失低效率等劣势。因此,我们提出了一种太阳能直接辐照下的流化床粒子反应器。采用计算流体动力离散元法(CFD-DEM)和粗颗粒法(CGPM)耦合蒙特卡洛法(MCRT)对聚光太阳能下碳酸钙储热过程进行了数值模拟。结果表明:利用两种模型均可预测碳酸钙粒子系温升和反应所需要的时间,CGPM与传统CFD-DEM结果吻合较好。另外,随着打包系数的增大,CGPM模型表现出良好的计算性能,计算时间明显短于CFD-DEM模型。所建立的CGPM-MCRT模型对大规模高效直接辐照热化学储热系统的设计具有重要指导意义。