循环水冷却技术是节约水资源和保护环境的重要途径。冷却塔作为一种现代化的冷却设备,在钢铁、酿造、建筑、纺织、医药等行业有着广泛的用途。新时代生产工艺的提高对冷却介质的清洁度、冷却性能的可靠性有了更高的要求,而闭式冷却塔是一种比开式冷却塔更清洁、寿命更长的冷却设备,凭借其自身的诸多优点,越来越受到用户的青睐。因此,结合闭式冷却塔自身的特点,依据传热传质理论,对闭式冷却塔进行结构优化研究,很有必要。闭式冷却塔的性能受到诸多参数的影响,例如,环境干湿球温度、冷却水量、进出口水温、传热面积、大气压力等。其中,传热面积是闭式冷却塔设计制造的核心内容,为此,作者建立了闭式冷却塔传热传质数学模型,并基于参数变化的实际,利用Matlab软件开发了传热面积的计算程序,借助计算机运算便可得到比较精确的传热面积解析解。在此过程中,深入探讨了闭式冷却塔结构及运行参数优化的方法,以循环水量为每小时100吨的闭式冷却塔为例,计算并比较了不同地区不同湿球温度条件下的传热面积。过程中发现,虽然基于微分方程的解析解精度高,但求解过程很复杂,不便于工程技术人员使用。针对上述问题,借鉴热交换器传热面积的计算思路,作者提出了一种闭式冷却塔传热面积的工程解法。进而将工程解与解析解进行了比对,研究发现,只要根据实际,合理选取喷淋水温度,误差可在工程允许的范围之内,便于工程技术人员使用。在上述工作的基础上,作者利用CFD平台的建模软件绘制了工业用闭式冷却塔的实塔模型,随后,利用Fluent软件对闭式冷却塔运行状况进行了模拟。在闭式冷却塔中,循环冷却水在盘管内流动,盘管采用结构网格划分,管外是气液两相流,喷淋水采用Fluent软件的离散相（DPM）模型,并考虑蒸发冷却过程,较为完整地还原了塔内气水流动的物理过程。研究结果显示,适宜的气水比、喷淋密度、管长及管间距将会使闭式冷却塔保持较高的冷却效率。本课题部分研究成果已在山东泰王冷却设备有限公司得到了应用,这对于闭式冷却塔的结构优化设计及节能运行有一定的指导意义。最后,作者针对闭式冷却塔在我国北方地区冬季运行时产生雾气的现象,在理论分析的基础上,研究提出了加热消雾、冷却消雾、等温消雾三种方法;给出了闭式冷却塔消雾的典型结构型式,从而可有效避免雾气的产生,为保护自然环境做出新的贡献。