濕式逆流冷卻塔的熱力計(jì)算方法主要有兩種，一是三變量法，即基于水溫、空氣溫度和水蒸氣分壓力；二是兩變量法，即基于水溫和空氣的焓，該法應(yīng)用最為普遍。

　　一、三變量法

　　在三變量法中，主要根據(jù)水與空氣之間熱交換的基本原理，將濕式逆流冷卻塔內(nèi)水溫的變化關(guān)系采用以下二步進(jìn)行計(jì)算：

　?、贉囟容^高的待冷卻水通過(guò)接觸傳熱傳給空氣熱量（dQc)，將使微元體積(dV)空氣干球溫度(t)升高。

　?、跍囟容^高的待冷卻水通過(guò)蒸發(fā)傳熱過(guò)程，使微元體積（dV)空氣內(nèi)水蒸氣分壓力因水的蒸發(fā)而增加。

　　冷卻塔的基本方程，可以區(qū)分出冷卻塔在空氣流量高于、低于水泵理論流量時(shí)的差別，并能進(jìn)行沿整個(gè)塔高的有關(guān)參數(shù)的計(jì)算，是比較完整的理論計(jì)算方法；但該方法十分復(fù)雜，也非十分精確，故南方水泵廠家較少采用。

　　二、焓差法

1、基本方程

　　以濕式逆流冷卻塔（圖1)某一微斷（dz)進(jìn)行分析。在塔高z處的微元體積（dV)內(nèi)，假定水通過(guò)蒸發(fā)傳熱和接觸傳熱過(guò)程將熱量傳向空氣，即總傳熱量為蒸發(fā)傳熱量和接觸傳熱量之和。

　　圖1：逆流冷卻塔的工作參數(shù)

　　方程的左邊含有具體的冷卻塔數(shù)據(jù)，如冷卻塔水和空氣的流量、填料的體積及其容積傳質(zhì)系數(shù)等，南方水泵股份有限公司對(duì)其進(jìn)行計(jì)算可得在既定冷卻塔結(jié)構(gòu)和工作條件下冷卻塔所能提供的冷卻能力，此稱冷卻塔的特性數(shù)；反之，對(duì)方程的右邊進(jìn)行計(jì)算可得水冷卻的具體任務(wù)（或要求），此稱冷卻塔的冷卻數(shù)。冷卻塔的設(shè)計(jì)即在于使冷卻塔的特性數(shù)和冷卻數(shù)相等。

2、求解方法

      AC線表示冷卻塔水-空氣界面上空氣的飽和焓值的整個(gè)變化過(guò)程，相當(dāng)于方程中的i項(xiàng)，故以水溫T2和H來(lái)畫，與空氣溫度無(wú)直接關(guān)系。PQ線即操作線，表示方程中的i項(xiàng)在填料中的變化過(guò)程，P點(diǎn)焓值由空氣進(jìn)入填料底部時(shí)的焓（D定出，該點(diǎn)溫度為T2，即填料底部的水溫；Q點(diǎn)焓值由空氣流出填料頂部時(shí)的焓（i2)定出，該點(diǎn)溫度為T1，即填料頂部的水溫。

　　圖2：計(jì)算所需的空氣飽雜線與操作線

　　操作線中的PQ兩點(diǎn)與溫度的關(guān)系可由方程對(duì)整個(gè)填料高度積分獲得。

3、填料的熱力和阻力特性

　　冷卻過(guò)程在冷卻塔的填料中完成，填料應(yīng)滿足以下要求：（1)在填料層內(nèi)能使為完成冷卻所需的空氣流量帶走為冷卻所需的蒸汽流量，該要求由填料的容積傳質(zhì)系數(shù)表征，其單位為kg(蒸汽）/m3(填料）.h.kg(干空氣）；（2)當(dāng)冷卻所需的空氣通過(guò)填料塔時(shí)，其阻力應(yīng)不超過(guò)所允許的壓力損失（即通風(fēng)裝置的總風(fēng)壓扣除冷卻塔內(nèi)其他壓力損失后的剩余壓力），該要求由填料的阻力系數(shù)表征。填料的熱力和阻力特性反映它滿足這兩個(gè)要求的具體性能。

　　冷卻塔內(nèi)結(jié)構(gòu)、南方水泵參數(shù)、進(jìn)水水溫及氣象條件均對(duì)容積傳質(zhì)系數(shù)產(chǎn)生一定的影響，故容積傳質(zhì)系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式只能在冷卻塔的整個(gè)構(gòu)型和運(yùn)行條件接近，空氣流量密度和淋水密度變化不大的情況下，才具有K為常數(shù)的意義。

4、氣水比

　　氣水比（R)是指冷卻塔中冷卻每公斤熱水達(dá)到預(yù)定溫度所需的空氣的公斤數(shù)，即R=G/L。由方程（2.22)可見，氣水比的倒數(shù)（1/R)代表計(jì)算時(shí)所需的操作線的斜率，故采用不同的氣水比，可得到不同斜率的操作線；但所有操作線的起點(diǎn)是個(gè)固定點(diǎn)，該點(diǎn)取決于當(dāng)?shù)氐臐袂驕囟群徒o定的濕球溫差。

　　有4條操作線，其中Q?點(diǎn)與飽和線的C電重合，其斜率（1/R)最大，即空氣流量（G)最小，出塔空氣的溫度等于進(jìn)塔水溫，其焓值也達(dá)到該溫度的飽和值，此情況代表空氣吸收熱量的能力被100%利用，該氣水比被稱為理論氣水比，以Rt表示。另一方面，對(duì)于操作線，應(yīng)用前述的求解方法可以計(jì)算所需的冷卻數(shù)，進(jìn)而得到所需的特性數(shù)，將得到最大的填料體積（V)，由于V太大，故理論氣水比只是理論上的極限值，在實(shí)際設(shè)計(jì)中南方水泵廠一般不采用。對(duì)于操作線PQ。，其斜率（1/R)最小，即空氣流量（G)為無(wú)窮大，對(duì)應(yīng)填料體積（V)為零，該氣水比實(shí)際也不存在。

　　在實(shí)際設(shè)計(jì)中，操作線介于PQn和PQ。之間，即氣水比介于上述兩個(gè)極端數(shù)值之間，可根據(jù)冷卻塔的熱力特性曲線進(jìn)行計(jì)算和確定。在冷卻任務(wù)（對(duì)應(yīng)某個(gè)冷卻數(shù)N)確定的情況下，采用選定填料的冷卻塔的特性數(shù)（N’）也必然要與該冷卻數(shù)相等，據(jù)此原理，N和N’對(duì)R曲線的交點(diǎn)即為應(yīng)取的設(shè)計(jì)氣水比（Rd)。對(duì)于N和N’對(duì)R曲線，可通過(guò)事先假設(shè)不同的氣水比，采用前述方法計(jì)算相應(yīng)的N和N’，并繪制于同一張圖上，兩曲線的交點(diǎn)D即為設(shè)計(jì)氣水比。如不進(jìn)行上述準(zhǔn)確計(jì)算，設(shè)計(jì)氣水比也可根據(jù)冷卻水溫差和肯富來(lái)水泵參數(shù)結(jié)合，采用表1中所示的經(jīng)驗(yàn)值加以選取，所需氣水比一般隨冷卻水溫差的增加而增大。