01 物料衡算
含水率均按湿基：水的质量 / 湿物料总质量。忽略粉尘带走与固体损失。
| 项目 | 计算 | 结果 kg/h |
|---|---|---|
| 干砂 | 12,000 × (1−10%) | 10,800.00 |
| 成品 | 10,800 ÷ (1−1%) | 10,909.09 |
| 成品残余水 | 10,909.09 × 1% | 109.09 |
| 蒸发水 | 1,200 − 109.09 | 1,090.91 |
12,000 = 10,909.09 + 1,090.91 kg/h ✓
QUARTZ SAND · ELECTROMAGNETIC DRYING
让每一度电，
都有清楚的去向。
石英砂电磁回转干燥系统
12吨/小时湿料 · 含水率10% → 1%
概念方案 V1.0 / 2026.10.15
用于客户技术交流与科普；尺寸及性能待物料试验确认。
湿料处理量12 t/h用户已确认：进料口径
需蒸发水量1,090.9 kg/h按湿基含水率衡算
加热电源装机初选1,500 kW正常加热功率约1,147 kW
有效内径 × 加热长度1.5 × 24 m条件性初选 · 筒体暂估26m
01 / PROCESS
先加热金属筒体，
再把热量交给石英砂。
固定电磁线圈位于筒体外侧，使金属筒壁感应发热；筒体旋转使砂料翻动、更新接触表面，水分蒸发后由受控排湿气流带走。石英砂不按金属感应加热体处理。
本项目目标是脱除水分，采用回转干燥工艺；不需要把石英砂加热到煅烧温度。暂取进料25℃、成品80℃，无余热回收信用。
01计量进料12,000 kg/h · 10%水分
→02分区电磁加热预热 / 蒸发 / 终干
→03密闭出料10,909 kg/h · 1%水分
↗04排湿除尘水蒸气 + 载湿空气
02 / ENGINEERING IN MOTION
看见筒内的干燥过程。
Φ1.5m × 26m 筒体 / 24m有效加热段
拖动旋转视角 · 滚轮缩放 · 支承与辅机布置仅示意
拖动旋转视角 · 滚轮缩放 · 支承与辅机布置仅示意
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固定感应线圈 旋转金属筒体 砂料 排湿流向
运动经过加速；粒子不是实际流场或停留时间预测。
预热区 · 6m
物料升温，持续翻动
主蒸发区 · 12m
主要蒸发负荷集中处理
终干区 · 6m
水分反馈调节，控制过热
图中分区、托轮、密封及线圈均为功能表达；实际线圈需要避让轮带和传动部件。24m指净有效受热长度，非简单首末线圈间距。布局定型时需为支承、端部和检修重新校核筒长。
03 / MASS & ENERGY
功率来自水量与焓差，
不是按吨位套一个系数。
02 有效热负荷
按水蒸气100℃离开系统的简化焓路径估算；并非假定整筒物料必须在100℃沸腾。
| 热量项 | 计算 kJ/h ÷ 3,600 | kW |
|---|---|---|
| 干砂25→80℃ | 10,800 × 0.80 × 55 | 132.00 |
| 蒸发水25→100℃ | 1,090.91 × 4.18 × 75 | 95.00 |
| 水的汽化潜热 | 1,090.91 × 2,257 | 683.94 |
| 残余水25→80℃ | 109.09 × 4.18 × 55 | 6.97 |
| 合计 Q | 有效热负荷 | 917.91 |
物性取值：砂平均比热0.80 kJ/(kg·K)，为25～80℃石英物性附近的工程取整；水比热4.18 kJ/(kg·K)，100℃汽化潜热取2,257 kJ/kg。杂质、粒度、实际温度及含水状态需通过样品确认。来源见文末。
03 从有效热量到电表读数
定义综合效率 η = 有效热负荷 / 加热电源输入电功率。暂取75%～85%，包含电源和耦合损耗、散热、载湿空气显热等未逐项计算损失。它不是电源效率，也不是已验证的设备性能。
P加热 = 917.91 / η
| 综合效率假设 | 加热运行功率 | 加60kW辅机后的总功率 |
|---|---|---|
| 75% | 1,224 kW | 1,284 kW |
| 80% · 基准 | 1,147 kW | 1,207 kW |
| 85% | 1,080 kW | 1,140 kW |
04 / CONDITIONAL SIZING
直径已定，长度需通过两道校核。
暂按1.5m为有效内径。如您指的是筒体外径，应扣除壁厚及内衬厚度重新计算。以下密度、填充率、时间、传热系数均为设计假设，并非从图片或产量直接得到的实测参数。
A / 持料量与停留时间
截面积 A = πD²/4 = 1.767m²
暂取堆积密度 ρ = 1,600kg/m³
有效平均填充率 φ = 12%
目标停留时间 τ = 40min
平均湿料流率 m̄ = (12,000+10,909.09)/2 = 11,454.55kg/h
L = m̄ × τ / (ρ × φ × A)
= 22.51m
24m受热段可持料约8,143kg；以平均流率近似，平均停留时间约42.7min。水分沿程变化，需用实际持料分布与停留时间分布校核。
B / 筒壁向物料的传热能力
按整个有效筒壁面积折算的综合传热系数 U，暂取80W/(m²·K)，有效平均温差暂取110K；包含非全周接触与翻料效果，不是局部接触换热系数。
L = Q / (U × ΔT × πD)
= 917,906 / (80 × 110 × π × 1.5)
= 22.13m
24m受热面积约113.10m²；需平均热通量8.12kW/m²。在ΔT=110K时，要求实测等效U至少约73.8W/(m²·K)。
初选：Φ1.5m × 24m有效加热段两项初算取较大值22.51m，再向上取整。筒体暂估26m；整线布置暂留32～36m，均需总图复核。
如果换热条件变化，长度也必须变化。
| 敏感性场景（非实测范围） | U · W/(m²·K) | 有效温差 K | 仅传热所需长度 |
|---|---|---|---|
| 偏低换热 | 60 | 90 | 36.07m |
| 基准假设 | 80 | 110 | 22.13m |
| 较强换热 | 100 | 130 | 14.98m |
24m是否满足12t/h，关键在物料试验验证：在目标水分下所需停留时间不超过约42.7min，且传热能力满足上述门槛。若不满足，须加长、改进内部换热结构或调整工艺；不能只增加电功率就承诺产量。
05 / EXPLORE THE ASSUMPTIONS
改变假设，查看功率与长度如何变化。
计算器固定12t/h湿料、10%→1%水分、1.5m有效内径及前述温度；仅用于概念敏感性分析。拖动不会修改本方案的初选设备。
运行加热功率
按停留时间所需长度
按传热所需长度
两者取大，尚未加裕量
06 / SYSTEM CONFIGURATION
整线配置与控制边界。
设备与辅机预算
| 设备 | 装机预算 | 说明 |
|---|---|---|
| 分区感应电源 | 1,500kW | 12×125kW概念配置 |
| 筒体驱动 | 22kW | 扭矩及启动持料量复核 |
| 引风 / 排湿 | 22kW | 待风量、阻力及防结露设计 |
| 进出料输送 | 15kW | 按输送距离重新选型 |
| 冷却循环 | 15kW | 按电源和线圈热损失选型 |
| 除尘及控制等 | 6kW | 预算占位 |
| 合计 | 1,580kW | 辅机80kW，运行暂按60kW |
暂按整线同时运行、功率因数0.95，1,580/0.95≈1,663kVA；可将2,000kVA变压器作为交流初选，最终需按谐波、温升、启动负荷及现场其它负荷复核。低压大电流方案应由电气设计分路配置。
运行与品质控制
- 转速与坡度暂设0.5～3rpm可调、坡度1%～3%作为试验范围；不据此直接保证40min停留时间。
- 水分闭环计量进料 + 出料水分在线检测，定期取样校准；调节加热功率、进料量与转速。
- 排湿系统采用微负压，监测温度与露点；避免管道和除尘器结露。若空气含湿量增量暂取0.10kg/kg干空气，则需约10.9t/h干空气；实际风量按温湿度计算，风机22kW不能直接据此定型。
- 砂料纯度石英砂磨蚀性与铁污染指标决定接触材料；耐磨衬层会增加热阻，必须纳入传热试验。
- 联锁与机械冷却流量不足、超温、停转或排风故障时切断加热；急停、接地屏蔽、托轮防护、粉尘收集及热膨胀由详细设计落实。
07 / FROM CONCEPT TO GUARANTEE
在承诺产量之前，锁定这些数据。
粒径分布、含泥量、含水率波动、松装密度、允许铁增量和最高出料温度。
在实际筒壁材料、翻料结构和风量下测干燥曲线、等效U、停留时间分布、单位电耗。
供电电压、可用容量、厂房净空、设备基础、排湿排放与收尘要求、冷却水条件。
稳定工况下同时测12t/h湿料、入口水分、出口≤1%湿基含水率和整线电表读数；试验时长、取样方法及允许偏差写入合同。
计算依据与资料来源
物料衡算、热负荷、长度与用电量为本方案计算；综合效率、U、温差、填充率和时间为明确列出的工程假设。以下资料支持物性及工艺原理，不构成本设备性能背书。
- NIST Chemistry WebBook：Quartz (SiO₂)，固相比热
- NIST / IAPWS：水与水蒸气热力性质
- Inductotherm：电磁感应加热原理
- FEECO：回转干燥、间接加热与定制选型
- FEECO：物料中试与放大验证
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