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冷卻水循環裝置的工作原理基于熱交換的過程以及水與環境介質之間的熱量傳遞機制。冷卻水首先在水泵的驅動下，從儲水池或低位水箱抽出，通過管道系統輸送到需要冷卻的設備(如熱交換器、冷凝器或發動機等)。當冷卻水流經這些設備時，它吸收了設備產生的熱量，自身溫度隨之升高。隨后，吸收熱量后的高溫冷卻水被輸送至冷卻設備進行冷卻。對于封閉式循環冷卻水系統，冷卻通常通過另一臺間接冷卻設備(如板式換熱器)完成，使用其他冷卻介質(如冷凍水或制冷劑)進一步帶走熱量；對于敞開式循環冷卻水系統，冷卻過程則多發生在冷卻塔內，利用水與空氣的大面積接觸和蒸發原理進行散熱。經過冷卻后的水再次變涼，然后重新回到循環系統中，通過水泵繼續供給需要冷卻的設備，如此周而復始地循環使用。
冷卻水循環裝置廣泛應用于各種工業領域，如電力、化工、制冷、機械、冶金等。在電力行業中，冷卻水循環系統主要用于冷卻發電機內的電線和電纜；在化工生產中，則用于冷卻生產過程中過熱的化學反應液體。此外，冷卻水循環裝置還用于半導體制造裝置、激光加工設備、數控機床等設備的冷卻。
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