文摘化学链燃烧技术是一种基于固体载氧体颗粒的新型无焰燃烧技术,对于助力碳减排具有重要意义。载氧体颗粒的寿命制约着该技术的进一步应用。文中针对载氧体颗粒的碰撞磨损问题,采用计算流体力学-离散元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)双向耦合数值计算法,建立非规则载氧体颗粒模型,从颗粒速度场、碰撞频率场及碰撞功率场三方面,探究冷态流化床内载氧体颗粒的运动状态、分布特征及碰撞情况。结果表明,冷态流化床内载氧体颗粒呈现上下无序周期性运动,单周期内流化床空间上出现颗粒密相区与稀相区。其中,稀相区颗粒速度大而碰撞频率小,颗粒具有高动能与高重力势能;密相区内颗粒速度小而碰撞频率高,最大碰撞频率对应的颗粒多为大粒径、较小长径比,且颗粒能量低;颗粒最易磨损区即碰撞最大功率区(最大7.8×10^(−8)W)位于颗粒密相区与稀相区的交界面,颗粒碰撞磨损能量由颗粒动能与重力势能累积提供。研究结果揭示了冷态流化床内载氧体颗粒的碰撞磨损机制。
