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气相旋转螺旋槽管式换热器结构优化与性能试验
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作者 万霖 黄宇佳 +4 位作者 车刚 王洪超 李俊鹏 郑宇 田金凯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期422-432,共11页
粮食干燥生产中换热损失大,存在烟气热量无法高效传递,导致换热效率低等问题。本文以集管壳与列管式换热于一体的气相旋转螺旋槽管式换热器为研究对象,基于场协同与热力学理论优化螺旋槽管关键部件,探究螺旋槽管参数对换热性能的影响。... 粮食干燥生产中换热损失大,存在烟气热量无法高效传递,导致换热效率低等问题。本文以集管壳与列管式换热于一体的气相旋转螺旋槽管式换热器为研究对象,基于场协同与热力学理论优化螺旋槽管关键部件,探究螺旋槽管参数对换热性能的影响。以螺距、槽深及内外径比为试验因素,以努塞尔数和阻力系数为评价指标,进行三因素五水平二次正交旋转组合试验,采用多目标优化方法确定最优参数组合,当螺距为24.845 mm、槽深为1.753 mm、内外径比为0.897时,Nu为164.637,f为0.348。对优化结果进行验证试验,试验结果与优化结果基本一致。螺旋槽管平均场协同角β相较于圆管降低约2°,揭示了置于壳程内的螺旋槽管管束进口、出口及中间截面内场协同角的分布特征,整体范围内的场协同效果有所增加,结论符合场协同原理。利用强化换热综合性能指数(Performance evaluation criteria,PEC)进行评价,结果表明气相旋转螺旋槽管式换热器PEC在1.031~1.267之间,验证了螺旋槽管在换热器应用的合理性。 展开更多
关键词 粮食干燥机 换热器 螺旋槽管 场协同 结构优化
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异形凹槽螺旋槽管传热及流动阻力的实验研究 被引量:16
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作者 崔海亭 袁修干 +1 位作者 姚仲鹏 朱玉峰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期217-220,共4页
在螺旋槽管的基础上开发出一种新型强化管-异形凹槽螺旋槽管,对5根不同结构参数的异形凹槽螺旋槽管的换热特性和流体动力学特性进行了试验研究,实验时Re在8000~30000间,所有实验数据均在管外冷凝条件下获得的, 对大量实验数据用多元线... 在螺旋槽管的基础上开发出一种新型强化管-异形凹槽螺旋槽管,对5根不同结构参数的异形凹槽螺旋槽管的换热特性和流体动力学特性进行了试验研究,实验时Re在8000~30000间,所有实验数据均在管外冷凝条件下获得的, 对大量实验数据用多元线性回归法得到了具有较高精度的异形凹槽螺旋槽管的传热系数及摩擦系数的统计关联式,分析了影响异形凹槽螺旋槽管传热与流阻性能的主要因素,为换热器的设计及改造提供了理论依据. 展开更多
关键词 换热器 异形凹螺旋槽管 传热 流动阻力 实验
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凝结换热器采用螺旋槽管的强化传热研究 被引量:29
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作者 吴慧英 帅志明 周强泰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期626-630,共5页
引言 螺旋槽管具有轧制方便、传热系数高且抗结垢能力强等优点,因而越来越多地应用于石油、化工、电力等工业部门中.纵观螺旋槽管强化传热的研究发现:螺旋槽管管内强化传热的研究和应用已趋成熟和完善.然而由于实际工作的困难,有关螺旋... 引言 螺旋槽管具有轧制方便、传热系数高且抗结垢能力强等优点,因而越来越多地应用于石油、化工、电力等工业部门中.纵观螺旋槽管强化传热的研究发现:螺旋槽管管内强化传热的研究和应用已趋成熟和完善.然而由于实际工作的困难,有关螺旋槽管管外凝结换热的研究尚待深入.为此,本文对螺旋槽管凝结换热器进行了试验研究。 展开更多
关键词 螺旋槽管 凝结换热器 强化传热 换热器 传热
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螺旋槽管强化传热研究及其在锅炉中的应用 被引量:12
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作者 周强泰 赵伶玲 +1 位作者 王泽宁 陆国栋 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-6,共6页
论述了螺旋槽管管内外单相流体传热研究的试验结果,并将试验数据按流动参数、物性参数和几何参数采用无量纲准则数进行整理.给出了在雷诺数Rei=104~105范围内管内无量纲换热系数Nui的关联式,和在Reo=3×103~6×104及Reo=33... 论述了螺旋槽管管内外单相流体传热研究的试验结果,并将试验数据按流动参数、物性参数和几何参数采用无量纲准则数进行整理.给出了在雷诺数Rei=104~105范围内管内无量纲换热系数Nui的关联式,和在Reo=3×103~6×104及Reo=33×103~105范围内气流横掠螺旋槽管错列和顺列管束的管外无量纲换热系数Nuo的关联式,该关联式可以作为螺旋槽管换热器的设计依据.介绍了螺旋槽管作为空气预热器在电站煤粉锅炉中的广泛应用,给出了几个应用螺旋槽管空气预热器解决锅炉具体问题的实例,表明了螺旋槽管空气预热器的显著优越性. 展开更多
关键词 螺旋槽管 传热研究 电站煤粉锅炉 空气预热器
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螺旋槽管管内换热与阻力试验研究 被引量:13
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作者 王泽宁 周强泰 张华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第1期59-62,共4页
本文以螺旋槽管应用于电站锅炉空预器为背景,利用可得到较高精度试验数据的试验装置,对以空气为工质的螺旋槽管传热与阻力特性进行了试验研究,得到传热与阻力计算公式,并对螺旋槽管的热力性能进行了评价。
关键词 螺旋槽管 锅炉 空气预热器 试验
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螺旋槽管中单相水与油湍流摩擦阻力与传热特性 被引量:6
6
作者 杨冬 陈听宽 +2 位作者 罗毓珊 杨大洪 吴海玲 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期778-785,共8页
对单相水与油分别在4根不同几何参数的螺旋槽管中湍流摩擦阻力与传热特性进行了试验研究。以动量传递与热量传递的模拟理论为基础,由试验结果的关联得到了动量传递粗糙度函数(R函数)与热量传递粗糙度函数(G函数)的表达式,并与前人... 对单相水与油分别在4根不同几何参数的螺旋槽管中湍流摩擦阻力与传热特性进行了试验研究。以动量传递与热量传递的模拟理论为基础,由试验结果的关联得到了动量传递粗糙度函数(R函数)与热量传递粗糙度函数(G函数)的表达式,并与前人工作进行了比较。针对油的Pr随温度变化较大的特性,提出了改进的强化传热性能评价方法,并据此对1号与2号试验管进行了评价。研究结果可用于换热器设计及优化螺旋槽管几何参数。 展开更多
关键词 螺旋槽管 阻力 传热 性能湍流 摩擦 换热器
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螺旋槽管用于凝汽器强化传热的改造分析 被引量:9
7
作者 楼波 梁平 龙新峰 《中国电力》 CSCD 北大核心 2001年第10期80-82,共3页
介绍采用螺旋槽管作为凝汽器强化传热管的优点,对传热管的管外强化、管内强化、结垢情况等因素进行分析,用热耗率下降对凝汽器的改造效益进行综合经济评价,指出螺旋槽管对凝汽器的强化传热是可行的和经济的。
关键词 凝汽器 强化传热 螺旋槽管 热耗率 技术改造 汽轮机
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烟气横掠螺旋槽管束磨损特性的数值模拟 被引量:7
8
作者 王迎慧 孙宁 归柯庭 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期585-590,共6页
为探究烟气中固体颗粒对螺旋槽管束的磨损行为,应用离散相模型对烟气横掠顺列螺旋槽管束进行气固两相流动的数值模拟,并通过用户自定义函数引入新的磨损计算模型.分析了飞灰颗粒对光管和螺旋槽管磨损的差异以及烟气流速、粒径、横向/纵... 为探究烟气中固体颗粒对螺旋槽管束的磨损行为,应用离散相模型对烟气横掠顺列螺旋槽管束进行气固两相流动的数值模拟,并通过用户自定义函数引入新的磨损计算模型.分析了飞灰颗粒对光管和螺旋槽管磨损的差异以及烟气流速、粒径、横向/纵向管距和螺距、槽深等因素对螺旋槽管磨损的影响.结果表明:相同工况下,螺旋槽管管束磨损率比光管管束小10%左右;磨损率随烟气流速、颗粒直径、纵向管距的增大而增大;小粒径颗粒(dp=25μm)最大磨损位置发生在圆心角30°左右,较大粒径颗粒最大磨损位置发生在圆心角40°左右;磨损率随横向管距、螺距、槽深的增大而减小;槽深对螺旋槽管磨损率的影响远低于螺距的影响. 展开更多
关键词 气固两相流 螺旋槽管 壁面磨损 离散相模型 数值模拟
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多头与单头螺旋槽管传热准数方程关联法 被引量:11
9
作者 邓先和 谭盈科 邓颂九 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第1期18-27,共10页
本文提出一种多头与单头螺旋槽管管内单相流体对流传热准数方程的关联法,对普兰特数Pr从0.7到35的三种介质——空气、水及甘油与水的混合物进行了管内传热准数方程的关联,其关联形式较简单,关联效果良好,适用于工程计算,也有助于传热理... 本文提出一种多头与单头螺旋槽管管内单相流体对流传热准数方程的关联法,对普兰特数Pr从0.7到35的三种介质——空气、水及甘油与水的混合物进行了管内传热准数方程的关联,其关联形式较简单,关联效果良好,适用于工程计算,也有助于传热理沦的研究. 展开更多
关键词 螺旋槽管 对流传热 传热准数方程
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螺旋槽管中单相油湍流摩擦系数与传热系数的统计关联式 被引量:6
10
作者 杨冬 陈听宽 罗毓珊 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第9期66-70,共5页
对单相油在4 根不同几何参数的螺旋槽管中的湍流摩擦阻力与传热特性进行了实验研究,并将实验结果与Nakayama、Ravigururajan 及Mehta 等的公式计算值作了比较.以Ravigururajan 关联式为基础... 对单相油在4 根不同几何参数的螺旋槽管中的湍流摩擦阻力与传热特性进行了实验研究,并将实验结果与Nakayama、Ravigururajan 及Mehta 等的公式计算值作了比较.以Ravigururajan 关联式为基础,通过对实验数据进行回归分析,提出了计算油的摩擦系数及传热系数的统计关联式,其无量纲粗糙高度e/ d 的适用范围为0 .02 ~0 .04 , Pr 数适用范围为41 ~120 ,其它参数的适用范围则与Ravigururajan 公式相同. 展开更多
关键词 螺旋槽管 摩擦系数 传热系数 单相油 换热器
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螺旋槽管结垢试验研究 被引量:17
11
作者 帅志明 冯海仙 李学泰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第2期7-12,共6页
本文对滚压螺旋槽铜管在结垢工况下与光管进行了性能比较试验。用人工硬水流过两个平行的蒸汽凝结器。每个蒸汽凝结盟内分别装置了两根螺旋槽管和光管。由于结垢,螺旋槽管和光管总传热系数和管程对热系数均随时间增加而下降,但循环水... 本文对滚压螺旋槽铜管在结垢工况下与光管进行了性能比较试验。用人工硬水流过两个平行的蒸汽凝结器。每个蒸汽凝结盟内分别装置了两根螺旋槽管和光管。由于结垢,螺旋槽管和光管总传热系数和管程对热系数均随时间增加而下降,但循环水流速越大,螺旋槽管总传热系数和管程对流换热系数比光管下降幅度越小,搞结垢性能越优于光管。 展开更多
关键词 结垢 螺旋槽管 蒸汽透平 传热系数
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空气横掠顺列螺旋槽管和光管管束的传热特性 被引量:5
12
作者 陆国栋 周强泰 +2 位作者 田茂诚 程林 俞小莉 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期44-49,共6页
以横向管距、纵向管距以及管子的几何参数为研究对象,对顺列光管和螺旋槽管管束进行了横向冲刷换热及阻力试验研究,得出了换热和阻力关联式,为顺列布置的卧式螺旋槽管空气预热器的应用,尤其是为循环流化床锅炉的空气预热器提供了设计依据。
关键词 动力机械工程 循环流化床 空气预热器 螺旋槽管 顺列管束 横掠
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螺旋槽管管壳式换热器的传热与流阻研究 被引量:5
13
作者 邓先和 邓颂九 叶国兴 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 1991年第1期12-14,11,共4页
以螺旋槽管为强化传热管,以空气为传热介质,研究了管壳式换热器壳程以气体纵向冲刷为特点的传热与流阻性能,并在相同的实验条件下,与弓形隔板管壳式换热器的传热性能加以比较,结果表明,螺旋槽管管壳式换热器可比普通弓形隔板管壳式换热... 以螺旋槽管为强化传热管,以空气为传热介质,研究了管壳式换热器壳程以气体纵向冲刷为特点的传热与流阻性能,并在相同的实验条件下,与弓形隔板管壳式换热器的传热性能加以比较,结果表明,螺旋槽管管壳式换热器可比普通弓形隔板管壳式换热器提高总传热系数48%,节省传热面积32.4%。 展开更多
关键词 换热器 管壳式 螺旋槽管 传热 流阻
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竖直螺旋槽管强化传热传质特性的研究—壁面几何形状对液膜流动特性的影响 被引量:5
14
作者 梅宁 张则荣 +1 位作者 陆建辉 石湘 《青岛海洋大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2002年第1期120-126,共7页
该文研究竖直螺旋槽管壁面液膜形成及流动特性。建立了单组分流体的物理和数学模型并得出解析解 ,并分析了壁面几何形状对液膜流动特性的影响。结果表明 :液膜的形状主要受表面张力影响 ,在表面内弯处液膜较厚 ,而在槽道起始部液膜较薄... 该文研究竖直螺旋槽管壁面液膜形成及流动特性。建立了单组分流体的物理和数学模型并得出解析解 ,并分析了壁面几何形状对液膜流动特性的影响。结果表明 :液膜的形状主要受表面张力影响 ,在表面内弯处液膜较厚 ,而在槽道起始部液膜较薄。相对于光滑直管 ,竖直螺旋槽管壁面液膜具有均匀的厚度分布和更好的传热传质性质。 展开更多
关键词 竖直螺旋槽管 液膜形态 液膜厚度 几何形状 表面张力 传热过程 吸收式制冷设备
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螺旋槽管阻力与换热特性研究 被引量:12
15
作者 金安 帅志明 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期512-516,共5页
引言 螺旋槽管是一种优良的换热元件.许多学者对其换热强化机理比较一致的看法是:一方面由于螺旋槽的引导作用使得近壁处流体发生旋转,加强了径向扰动;另一方面,发生了绕流脱体,形成了回流区,在再附点处换热最强.同时由于流体的旋转和... 引言 螺旋槽管是一种优良的换热元件.许多学者对其换热强化机理比较一致的看法是:一方面由于螺旋槽的引导作用使得近壁处流体发生旋转,加强了径向扰动;另一方面,发生了绕流脱体,形成了回流区,在再附点处换热最强.同时由于流体的旋转和脱体使得摩擦阻力较大地增大.流体在管内流动过程很复杂,对螺旋槽管的研究基本上是以实验为主的数据拟合,有的学者虽对其进行了数学分析并建立了相应的关联式,但不能表征出流体在管内旋转和脱体的实际流动情况,因此不能对二者的相互耦合进行定性或定量的分析.本文以流体在螺旋槽管内的流态为基础,以期建立能够反映其流动特性的阻力和换热计算公式. 展开更多
关键词 螺旋槽管 阻力 换热性 换热元件 流体流动
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螺旋槽管管内强化传热的三维数值模拟 被引量:3
16
作者 靳遵龙 李赵 +1 位作者 董其伍 刘敏珊 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2011年第6期5-8,共4页
基于周期段模型,对不同结构参数的螺旋槽管管内流动和换热进行了三维数值模拟,得到了管内流体湍流流动的速度场和温度场的细观分布.结果表明,随着槽深增大,螺旋槽管换热性能增强的同时阻力系数也相应增大;随着螺距增大,其换热性能减弱... 基于周期段模型,对不同结构参数的螺旋槽管管内流动和换热进行了三维数值模拟,得到了管内流体湍流流动的速度场和温度场的细观分布.结果表明,随着槽深增大,螺旋槽管换热性能增强的同时阻力系数也相应增大;随着螺距增大,其换热性能减弱且阻力系数明显减小.最后,结合模拟结果数据,拟合出了努赛尔数Nu和阻力系数f的相应关联式. 展开更多
关键词 螺旋槽管 周期段 数值模拟 阻力性能 强化传热
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凝结条件下水平螺旋槽管强化传热试验研究 被引量:12
17
作者 帅志明 冯海仙 陈健 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1993年第5期126-130,共5页
螺旋槽管由于传热性能好、抗污垢能力强、制造又比较方便,日益受到人们的重视。但过去多着重于多头深槽螺旋槽管的研究,由于槽深偏深,流动阻力过大,热力性能指标不高。在技术上,以前大多采用等热流方法,因而得不到在凝结条件下凝结强化... 螺旋槽管由于传热性能好、抗污垢能力强、制造又比较方便,日益受到人们的重视。但过去多着重于多头深槽螺旋槽管的研究,由于槽深偏深,流动阻力过大,热力性能指标不高。在技术上,以前大多采用等热流方法,因而得不到在凝结条件下凝结强化换热系数。采用等壁温方法进行水平螺旋槽管凝结换热试验研究很少。为此,我们设计了在凝结条件下进行浅槽单头水平螺旋槽管换热研究的试验台,采用等壁温方法测量壳程为蒸汽、管程为水的换热系数,求出了相应的关联式及最佳参数。本研究成果业已运用在N25—3. 展开更多
关键词 凝结传热 螺旋槽管 传热
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高温熔盐在螺旋槽管内传热特性的试验研究 被引量:9
18
作者 沈向阳 丁静 +1 位作者 陆建峰 杨建平 《石油机械》 北大核心 2010年第3期5-8,89,共4页
以熔盐为传热介质对不同几何参数的螺旋槽管内的传热特性进行了试验研究,结果表明,与光管相比,螺旋槽管可以有效提高管内传热系数,且槽深的增加有利于强化传热。工作温度较高时,熔盐粘度低而流动阻力小,螺旋槽管的强化传热效果更为突出... 以熔盐为传热介质对不同几何参数的螺旋槽管内的传热特性进行了试验研究,结果表明,与光管相比,螺旋槽管可以有效提高管内传热系数,且槽深的增加有利于强化传热。工作温度较高时,熔盐粘度低而流动阻力小,螺旋槽管的强化传热效果更为突出。通过多元线性回归法得到高粘度和低粘度熔盐在螺旋槽管内努塞尔数的准则方程式,为吸热器的工程设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 螺旋槽管 熔盐 传热特性
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高温熔盐在螺旋槽管内流动与传热的数值模拟 被引量:6
19
作者 沈向阳 丁静 +1 位作者 陆建峰 杨建平 《石油机械》 北大核心 2010年第7期4-7,90,共4页
利用Fluent软件对高温三元熔盐在4种不同槽深螺旋槽管内流动传热进行了三维模拟,揭示了高温熔盐在螺旋槽管内强化传热的机理,分析了槽深、雷诺数Re对螺旋槽管传热性能的影响,并进一步对阻力性能进行研究。采用有限容积法对连续性方程、... 利用Fluent软件对高温三元熔盐在4种不同槽深螺旋槽管内流动传热进行了三维模拟,揭示了高温熔盐在螺旋槽管内强化传热的机理,分析了槽深、雷诺数Re对螺旋槽管传热性能的影响,并进一步对阻力性能进行研究。采用有限容积法对连续性方程、动量方程和能量方程进行离散,采用标准κ-ε湍流模型,用Simple算法求解压力和速度耦合关系。研究结果表明,螺旋槽管3的管内传热努塞尔数Nu模拟值与试验值随Re的变化趋势一致,最大误差为13.5%,且试验值均比模拟值大;在相同的Re下,管内Nu和阻力系数f随着槽深的增加而增加,传热强化效果越好,阻力损失也越大。 展开更多
关键词 螺旋槽管 高温 熔盐 强化传热 数值模拟
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螺旋槽管槽深对定子水冷器传热与阻力特性的影响 被引量:3
20
作者 袁益超 马有福 +1 位作者 刘聿拯 李静芬 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1095-1101,共7页
螺旋槽管与折流栅组合的高效水冷器的传热和阻力特性与其管、壳程的结构因素密切相关,本文就螺旋槽管槽深对水冷器管、壳程传热与阻力特性的影响进行了实验研究.结果表明:壳程流速变化对水冷器传热系数的影响更加明显,即壳侧热阻相对较... 螺旋槽管与折流栅组合的高效水冷器的传热和阻力特性与其管、壳程的结构因素密切相关,本文就螺旋槽管槽深对水冷器管、壳程传热与阻力特性的影响进行了实验研究.结果表明:壳程流速变化对水冷器传热系数的影响更加明显,即壳侧热阻相对较大,强化传热应以强化壳侧换热为主要目标;螺旋槽管槽深对水冷器传热系数的影响很大,应在实际工程设计中确保实际槽深符合设计要求;槽深越深,管壳程阻力也相应增加,即传热的强化是以阻力增加为代价.根据实验结果还得到了不同结构水冷器的管、壳程换热与阻力计算关联式. 展开更多
关键词 定子水冷器 强化传热 折流栅 螺旋槽管
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