在冷卻塔的工作條件下，風(fēng)機的通風(fēng)量決定于冷卻塔的全部空氣動力阻力，而這一阻力等于風(fēng)機的全風(fēng)壓力。風(fēng)機的工作點使以風(fēng)機的特性曲線與冷卻塔的空氣動力阻力性能曲線的交點來表示。

1. 能量方程

氣體在冷卻塔內(nèi)的流動如同管道內(nèi)流動相似，其連續(xù)性方程式是質(zhì)量守恒原理在流體運動中的表現(xiàn)形式。氣體在進(jìn)行穩(wěn)定流動時，從某段一端流入的質(zhì)量等于另一端流出的質(zhì)量，如圖9-4 所示，即單位時間內(nèi)流過每一截面的流體質(zhì)量為一常數(shù)，用式表示為：

式中 γ1、v1、F1——表示斷面121 處氣體的密度（kg·s2／m4 ）、面積（m2 ）和流速（m／s）；

γ2、v2、F2——表示斷面222 處氣體的密度、 面積和流速。

此式稱為“連續(xù)性方程式”。對于空氣來說，雖然壓縮性很大，但在冷卻塔中流動時，通風(fēng)阻力較小，一般為10～30mm H2O ，前后壓力變化很小，這些變化可認(rèn)為忽略不計，故可當(dāng)作不可壓縮來看待，即ρ1 =ρ2 ，則式（9-12 ）可變成為v1F1 =v2F2 = 常數(shù)。

按圖9-4 ，氣體在塔內(nèi)流動的能量方程主要描述氣體流動時的壓能、動能及位能三者相互變化的規(guī)律，這個規(guī)律表明理想氣體在塔內(nèi)作無擾動現(xiàn)象流動時，任何一個截面的壓能、動能、位能三者之和是一個常數(shù)，即伯努利方程：

式中 P 1、P 2——截面1-1、2-2 上的壓力（kg／m2 ）；

γ——氣體的密度（kg／m3 ）；

v 1、v 2——截面1-1、2-2 上的流速（m／s）；

g——重力加速度，9.81m／s2 ；

Z1、Z 2——截面1-1、2-2 距基準(zhǔn)面（020 ）的高度（m ）。

實際氣體在塔內(nèi)流動時，是有壓力損耗的，使總能逐漸減小，如采用ΣH 表示阻力損耗的能量，則空氣在塔內(nèi)流動時的實際能量方程為：

等式兩邊乘γ，可寫成：

式中 P 、Z·γ、（v2／2g）·γ 分別被稱為靜壓、位壓（位能）、速壓（動能），而ΣH·γ=ΣΔP 表示壓力損失總和。

靜壓是冷卻塔內(nèi)氣體垂直作用在物體上的壓力，可正可負(fù)；位壓亦叫位能，由重力作用而引起，距地面越高位能越大；速壓亦稱動能又稱速度頭，由速度引起，隨速度大小而變化，它的方向與速度方向一致，永遠(yuǎn)是正值。

靜壓和動壓在一定條件下會互相轉(zhuǎn)化，并且可用來克服塔內(nèi)的阻力。以圓形逆流式機械通風(fēng)冷卻塔來說，中塔體和風(fēng)筒（不是擴散風(fēng)筒）的截面是不變的，收縮段的截面是變化的。如果氣流均勻分布，則氣體在截面不變段流動時，如果流速不變則動壓不變，所以阻力只能用壓能（靜壓）的消耗來克服；氣體在截面變化段流動時，如果要保持靜壓不變，就必須利用動壓的變化來補償阻力損失。能量的轉(zhuǎn)化可用下式計算：

可見，由于流速降低而增加的靜壓力等于阻力損失，即靜壓增加值全部消耗在克服阻力上。

2. 冷卻塔的壓力損失

（1 ）動壓力損失

在塔內(nèi)流動的空氣，因具有速度故要消耗部分動能，即動壓力，其值計算為：

式中 v ——空氣的流速（m／s ），一般來說，冷卻塔的風(fēng)量是不變的，但風(fēng)經(jīng)過的斷面是變化的，故風(fēng)速也是變化的，其變化的范圍為20m／s ＞v ＞ 1m／s。

γ——空氣的密度（kg／m3 ），根據(jù) 等參數(shù)查有關(guān)圖表。

（2 ）局部阻力 局部阻力可分為兩類：一是流量不變時產(chǎn)生的局部阻力；二是流量改變時產(chǎn)生的局部阻力，冷卻塔屬前種。但局部阻力都可按下式計算：

式中 ΔP z——各部件的局部阻力（kg／m2 或mm H2O ）。

ξ——局部阻力系數(shù)，表示部分動壓消耗在克服部件阻力上。一般用實驗方法確定。

（3 ）總局部阻力 冷卻塔通風(fēng)阻力包括沿程摩阻、局部阻力和動壓損失等3 個部分?？偟木植孔枇θ纭独鋮s塔的設(shè)計與計算》那章所述，由進(jìn)風(fēng)口、導(dǎo)流設(shè)施、淋水裝置、配水系統(tǒng)、收水器、風(fēng)筒、氣流的收縮、擴大、轉(zhuǎn)彎等組成?？偩植孔枇Ρ磉_(dá)式為：

式中 ξi ——局部阻力系數(shù)； vi ——相應(yīng)部位的空氣流速（m／s）；

γi ——相應(yīng)部位的空氣密度（kg／m3 ）；

g——重力加速度（9.81m／s2 ）。