冷卻塔中水分蒸發的主要過程可以詳細解釋如下：

1. 蒸發散熱原理：蒸發散熱是通過物質交換，即通過水分子不斷擴散到空氣中來完成。水分子有著不同的能量，平均能量由水溫決定，在水表面附近一部分動能大的水分子克服鄰近水分子的吸引力逃出水面而成為水蒸氣，由于能量大的水分子逃離，水面附近的水體能量變小。因此，水溫降低，這就是蒸發散熱。一般認為蒸發的水分子首先在水表面形成一層薄的飽和空氣層，其溫度和水面溫度相同，然后水蒸氣從飽和層向大氣中擴散的快慢取決于飽和層的水蒸氣壓力和大氣的水蒸氣壓力差，即道爾頓（Dolton）定律。

2. 冷卻塔中的散熱關系：在冷卻塔中，熱水的溫度高，流過水表面的空氣的溫度低，水將熱量傳給空氣，由空氣帶走，散到大氣中去。在水的蒸發過程中，水分子之間的相互作用力表現為分子之間的相互吸引力。在分子運動理論中，當某些動能較大的水分子的能量超過其它水分子的平均能量時，這些水分子就會從水面逃出而成為水蒸氣。隨著水分子不斷蒸發，水面附近的分子能量逐漸降低，水的溫度也因此降低。

綜上所述，冷卻塔中水分蒸發的主要過程是通過分子之間的物質交換來實現的。水分子從水面逃出成為水蒸氣的過程中吸收熱量，使得水溫降低。同時，水蒸氣也會隨著空氣流動被帶出冷卻塔，從而使得熱量被散發出去。