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冷却水循环装置的工作原理基于热交换的过程以及水与环境介质之间的热量传递机制。冷却水首先在水泵的驱动下，从储水池或低位水箱抽出，通过管道系统输送到需要冷却的设备(如热交换器、冷凝器或发动机等)。当冷却水流经这些设备时，它吸收了设备产生的热量，自身温度随之升高。随后，吸收热量后的高温冷却水被输送至冷却设备进行冷却。对于封闭式循环冷却水系统，冷却通常通过另一台间接冷却设备(如板式换热器)完成，使用其他冷却介质(如冷冻水或制冷剂)进一步带走热量；对于敞开式循环冷却水系统，冷却过程则多发生在冷却塔内，利用水与空气的大面积接触和蒸发原理进行散热。经过冷却后的水再次变凉，然后重新回到循环系统中，通过水泵继续供给需要冷却的设备，如此周而复始地循环使用。
冷却水循环装置广泛应用于各种工业领域，如电力、化工、制冷、机械、冶金等。在电力行业中，冷却水循环系统主要用于冷却发电机内的电线和电缆；在化工生产中，则用于冷却生产过程中过热的化学反应液体。此外，冷却水循环装置还用于半导体制造装置、激光加工设备、数控机床等设备的冷却。
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