水面冷却是利用与空气接触的水體表面通过蒸发散热、对流传热和辐射传热来降低水温。但主要是蒸发散热其次是对流传热，辐射散热很小有时忽略不计。

水面冷卻构筑物包括热水排放口、取水口和冷却水面设计水面冷却构筑物时，应考虑热水排入对环境的影响和冷却水体的综合利用属于***类和苐二类海水水质的海域不应用于水面冷却；江、河、湖泊、水库等地面水水体的环境水温变化，应符合***标准《地面水环境质量标准》（GB 3838）嘚规定

影响水面冷却的因素为：

（1）水域范围内的地貌、水文、水面面积、水源、几何形状、生态。

（2）气温、相对湿度、水面综合散熱系数、风向、风速、自然水温等

（3）热水排水口与取水口工程平面布置、形式、尺寸及设计深度。

（4）排入水域的热负荷

（5）外水紸入、排放的水量与温度。

冷却塔选型计算的热力计算可按蒸发理论公式、经验公式、计算图表等进行

理论公式计算法是以蒸发散热的冷却理论为基础，根据传热和传质的关系及冷却过程中热量与含湿量的平衡而推导出的冷却过程方程式冷却过程方程式的求解方法有多種。常有以下几种计算法：

1. 辛普森近似积分法

采用何种计算方法，应根据设计任务、性质、条件、塔型、设计资料等决定其中平均焓差法计算比较简单，能满足计算精度不少试验资料又多用此法整理，而且逆流塔、横流塔均适用故采用较多、应用较普遍。平均焓差法在温差（Δt ）小于15 ℃时计算结果较为***（不超过3 %～3.5 %）； 但在较大温差时，相对误差增大可能达到10

辛普森近似积分法和梯形近似积分法計算时，水温差Δt 的温度间隔划分越小越能达到较高精度当计算条件完全相同时，辛普森法较梯形法更为***但是当Δt 较大、计算温度间隔划分过小时，这两种方法计算过程均较繁琐因此相对采用较少。

抛物线积分法适用于各种温差条件下的冷却计算计算方法也较简便，其***性被认为仅次于辛普森法相对误差小。

经验计算方法是根据实际冷却塔选型计算的试验资料按主要因素之间关系编制经验冷却曲線或经验公式来进行计算。冷却塔选型计算所需要的淋水面积计算以及冷却塔选型计算与其他特征尺寸之间的比例关系等都可以根据同樣结构的冷却塔选型计算实测经验曲线来表示。故这些曲线和公式都有其特定的使用条件

变量分析法分为三个变量和两个变量分析法。

取冷却塔选型计算中淋水填料中某一微小高度dz （见图6-1）进行分析其相应的体积为dv。

方程式（6-18）是按蒸发散热量=空气潜热γ0X 的增加得来的

方程式（6-19）是按总散热量=水热量的减少得来的。

因三个变量法要用三元一次联立微分方程求解而且是非线型方程，计算非常繁琐和困難因此一般不采用。

两个变量法是用参数焓（i ）来代替空气温度θ和分压力P q 在冷却塔选型计算中，空气参数虽然有两个（θ和P q ）反映这两个参数变化的还有空气的相对湿度、含湿量X 等，都是反映空气中“热”的变化麦克尔（Merkel）引用“焓”的概念，建立了焓差方程利用焓差方程和水温降低的热量平衡关系，求解水温t 和空气焓i 此法具有简化计算的优点，称麦克尔法国内外广泛应用，故主要介绍麦克尔的焓差法

冷却塔选型计算不同类型的淋水装置热力特性和阻力特性是通过试验测得的，一般采用经验式

含湿量差容积散质系数βxv 嘚求定

βxv 反映淋水装置散热能力，取决于填料的材料、 构造、尺寸、布置、高度等也与水力条件（淋水密度q）、空气动力条件（风量）、水温（t）及气象因素（θ·τ）等有关。

在塔的尺寸和填料一定时βxv 是下列因素的函数：

γm——冷却塔选型计算内平均空气密度，γm =0.98γ1（kg／m3 ）在机械通风冷却塔选型计算计算中用γ1代替γm已满足精度；

γ1——进冷却塔选型计算空气密度（kg／m3）；

Wm——淋水装置整个断面上的涳气风速（m／s）；

q——淋水密度（kg／（m2·s））；

A、m、n——试验常数取决于淋水装置构造、形式及尺寸等。

系数A和幂数指数m、n 对于一定的淋水装置来说是常数见表6-3、表6-4。设计中应考虑设计条件与试验条件的差别尽可能采用与设计塔条件相同或相似的实际使用塔的测定资料进行设计。当缺乏实际塔的测定资料时常采用试验塔的试验资料设计，但应对试验塔的试验资料进行修正修正系数可取0.8～1.0 ，视试验塔与设计塔的具体不同条件而定

冷却水量Q 是设计的主要资料之一和设计的主要对象，决定冷却塔选型计算塔体的大小因此应尽可能地統计准确。按要求一般为±5 %，但多数是留有适当余地以适应水量增加的需要。

进冷却塔选型计算的热水温度为t 1 经冷却后的出塔水温為t 2 ，则水的冷却温度Δt =t 1 -t 2 Δt 的大小决定于塔的形式和大小、采用的通风方式和填料等。应由生产工艺根据水所冷却的设备和产品的特性經热工计算后确定。***的是确定生产工艺过程的***温度t 0和冷却塔选型计算出水温度t 2 如果t 0 确定后，选择较低的t 2 值则可使热交换设备尺寸减小，而使冷却塔选型计算尺寸增大；如果增大t 2 值或t 2 值不变增大t 0 -t 2 值，则使t 0 值升高对生产或产品造成不利影响。

2. 湿球温度τ（℃）或相对湿度。

空气干、湿球温度是冷却塔选型计算热力计算的主要依据之一各地的气象参数不同（却θ与τ不同）。故按不同的地方（区）冷却塔选型计算设计采用的θ和τ也不同。相同的是：θ与τ均以近期连续不少于5 年，每年最热时间的3 个月频率为5 %～10 %的昼夜平均θ与τ作为依据。

淋水填料的试验与运行资料

主要是淋水填料的热力特性和阻力特性以便按经验公式（或图表）计算容积散质系这些计

冷却塔选型计算的設计计算内容应包括热力计算、配水系统水力计算、通风阻力计算及塔体结构计算等。由于塔体结构（主要是钢结构）专门由搞结构工程技术人员设计计算故这里不进行讨论。

1. 已知水负荷和热负荷在特定的气象条件下，根据冷却要求确定冷却塔选型计算的淋水面积及所需要的淋水装置的冷却表面积或一定结构的淋水装置容积。

2. 已知冷却塔选型计算的各项条件验收在给定的水负荷、热负荷及气象条件丅，冷却后水的温度或淋水密度

热力计算分为理论计算法和经验计算法两种。理论计算法按冷却过程方程式求解方法有：近似积分法、梯形近似积分法、抛物线积分法和平均焓差法。主要是近似积分法和平均焓差法如第6 章所述，这两种热力计算方法已作了较为详细的論述包括横流塔的平均焓差法热力计算方程，并附有热力计算实例在水温差Δt ＜ 15 ℃时，可采用平均焓差法计算当Δt ≥ 15 ℃时，为满足精度可采用近似积分法计算。

经验计算方法是根据实际的试验资料主要是各种淋水装置（填料）的热力特性和阻力特性，编制成经验冷却曲线及公式进行计算

理论计算与经验计算的过程和计算公式的应用。