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《山东大学》 2007年
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隧道窑计算机模拟方法与运行状态模拟试验的研究

王世峰  
【摘要】: 隧道窑是无机非金属材料等行业广泛用于制品烧成的大型非标准热工设备。为提高产品质量,降低能耗,急需在烧成制度、结构设置、控制策略等方面进行深入研究。但隧道窑结构与机理复杂、运行工艺参数较多、体积较大,现场测量与实体模型等研究方法的使用受到一定限制。本文在研究了隧道窑计算机模拟理论与方法的基础上,以某卫生陶瓷煤气明焰隧道窑为研究对象,对隧道窑运行状态进行了大量计算机模拟试验,研究运行控制变量对烧成制度(窑内温度、压强)及排烟量等输出参数的影响。 模拟理论与方法。隧道窑计算机模拟研究的主要内容有选择合适的模拟理论与方法、收集与分析有关资料数据、建立系统模型、进行模拟试验、设计模拟系统等。系统模型包括结构模型、广义数学模型与模拟模型。结构模型表示系统中各子系统之间的相互关系,广义数学模型表示系统或子系统描述变量之间的广义数学逻辑关系,模拟模型是由广义数学模型转化而来的计算机接受并能处理的模型。模拟系统应由数据库、数据分析、动态模拟及结果分析、计算机辅助设计等子系统组成,具有综合利用所有资源、交互式建模、动态模拟实验及结果分析、辅助设计等功能。可利用计算机模拟实际或虚拟隧道窑系统,进行热工理论研究,提高设计与运行水平。 运行状态模拟试验。理论与实际相结合,建立隧道窑系统模型。根据实际结构及其各要素之间的关系,建立能正确反映被模拟系统的结构模型。根据实际工艺,推导窑内换热与气体流动方程,确定窑内气体流动与换热控制方程及其离散方法,建立广义数学模型。选择合适的通用模拟软件、计算区域及网格划分方法,合理简化处理燃烧设置等子系统,正确计算流体控制方程源项,建立模拟模型。借助正交试验设计方法安排模拟试验,进行变量重要性分析与模型修正。将实测数据与模拟试验数据相结合,确定基准状态点。在基准状态点附近,进行隧道窑运行状态模拟试验,研究各控制变量对窑内温度与压强、排烟量等工艺参数的影响规律与机理。 隧道窑运行操作规律。总排烟压强、窑尾冷却区抽热风压强、急冷区抽热风压强、物料装载区气体流动阻力系数等15个运行控制变量决定其运行状态,窑内温度与压强制度(曲线)、排烟量、抽出热风量、窑头(尾)溢出(漏入)风量等运行输出参数可表示为15个运行控制变量的函数。运行基准状态点(操作点)附近,可作为线性系统处理。 模拟试验数据整理。在生产记录等资料不能满足要求时,以理论模型为基础进行计算机模拟试验,将模拟试验数据与其它数据资料相结合,提取建模信息,整理为系统现场模拟与实时控制等用途的函数经验模型。 隧道窑正常运行状态。组织窑内气体合理流动是隧道窑正常运行的基础,加热段与冷却段之间无气体流动是平衡状态点。正常运行操作状态点应在平衡状态点偏向冷却段一侧,即有适量急冷段冷却风流向烧成段。运行状态点偏离平衡状态点超过某一限量时,窑内平衡被破坏,烧成制度无法维持。有窑门密封时,运行状态恶化的速度与程度降低。 隧道窑结构设置决定窑内压强制度(曲线)。窑内压强制度(曲线)是窑内气体流动的外观表现,是最易测量且能较好反映气体合理流动的参数。结构设置不同,窑内压强制度(曲线)不同,涉及窑内压强制度种类(如正压与负压操作)时,应强调隧道窑结构设置的特点。在机械通风隧道窑中,通风、排烟、烧嘴等设置的结构及布置方式决定窑内横截面上下压强差,窑内气体静压头与动压头的作用远大于几何压头的作用。 窑内温度制度(曲线)调节。组织窑内气体合理流动是调节窑内温度制度的前提条件。窑内温度变化是气体与物料之间热量传递的累积效应,只能是渐变过程。窑车台面设置火道、预热段搅拌气幕、分散式喷风等措施均可降低窑内横截面上下温度差。用排烟孔调节窑内温度、压强,需首先考虑窑内气体合理流动。 其它改进措施。工艺条件相差较大的结构设置之间留有合适的过渡距离,通过适当降低总排烟压强、急冷段急冷风压强、窑尾冷却段冷却风压强降低窑内总体压强,调整急冷段急冷风上下喷风比例(或增加前几对喷嘴的喷风量)减少烟气倒流等措施可改善隧道窑性能。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TK175

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【引证文献】
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1 李斌川;翟秀静;符岩;陈凯军;;低温燃烧合成法制备纳米α-Al_2O_3隧道窑温度控制系统的设计及应用[J];材料与冶金学报;2008年02期
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1 汤亮;基于综合效益评价的陶瓷产品全生命周期理论研究及应用[D];武汉理工大学;2010年
2 昝军;新型干法水泥旋窑窑头烟尘控制技术研究[D];中国地质大学;2010年
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1 程阳;现场总线技术在煤矸石烧结砖生产中的应用研究[D];曲阜师范大学;2011年
【参考文献】
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1 项建海,索双富;高速电弧喷枪流场模拟研究[J];中国表面工程;2005年01期
2 沈锦林,张勇,宋晨路;玻璃熔窑筒型砖蓄热室三维数值模拟[J];材料科学与工程学报;2003年04期
3 沈锦林,朱建飞,颜晖;玻璃熔窑数值模拟的计算方法和计算机语言的使用[J];材料科学与工程;1995年04期
4 秦萌,陈江平,陈芝久;车用发动机机油冷却器流动的数值模拟研究[J];车用发动机;2004年03期
5 徐波,张宗杰;三维流场数值模拟在柴油机喷油嘴中的应用[J];柴油机设计与制造;2005年01期
6 陈国红,黄绍明,王世刚;空气推板式隧道窑高温间接冷却系统[J];电子工业专用设备;2004年04期
7 边冰;基于PLC硬件系统的隧道窑温度模糊控制方案[J];佛山陶瓷;2004年08期
8 张巍,徐江荣,周俊虎,岑可法;直接点火燃烧器煤粉二次混合冷态数值模拟[J];锅炉技术;2005年03期
9 彭艳,唐必光,赵无非;高温空气燃烧实验研究与数值模拟[J];锅炉制造;2003年04期
10 杨志远;基于Visual FoxPro的隧道窑结构设计软件的开发[J];硅酸盐通报;2003年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 饶文涛;应用数值模拟进行蓄热式均热炉的优化设计[J];宝钢技术;2004年04期
2 郭水华;饶文涛;;多孔介质燃烧技术在室式加热炉的设计与应用[J];宝钢技术;2011年03期
3 陈永雄;梁秀兵;刘燕;程江波;徐滨士;;高速电弧喷涂枪结构优化的有限元模拟[J];北京工业大学学报;2011年02期
4 何勇灵;丁川;;喷油器瞬态两相流动的建模方法[J];北京航空航天大学学报;2012年01期
5 董瑞涛;索双富;;高速电弧喷枪中电弧场的数值模拟[J];中国表面工程;2006年04期
6 刘东亮;金永中;邓建国;;梭式窑温度场影响因素的数值模拟[J];山东陶瓷;2006年04期
7 李荣,张胤,李占军,陈凌;非正交曲线坐标系下的梯形物体导热过程温度场的数值计算[J];包头钢铁学院学报;2005年02期
8 季建刚;倪海;黎立新;王如竹;;船用海水淡化装置膜片式负荷调节阀特性CFD数值模拟[J];船舶工程;2007年04期
9 林海波;赵靖;;隧道窑温度的多变量模糊自适应解耦控制[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年09期
10 顾正彬,李贺军,李克智,李爱军;软计算在CVD/CVI工艺建模中的应用[J];材料导报;2003年05期
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1 李明海;张晓琨;崔洪江;关颖;;机车柴油机喷油嘴三维流场数值模拟及改进研究[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
2 杨晖;李根;;等离子喷涂射流脉动产生及原因分析[A];第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集(一)[C];2008年
3 高宏宇;钱才富;;曲面弓形折流板换热器壳程压力降的数值模拟[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
4 于国杰;毕明树;窦兴华;;LNG沉浸式气化器壳程流场三维数值模拟[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
5 侯根富;;多孔介质燃气预混燃烧研究现状与展望[A];中国土木工程学会燃气分会应用专业委员会2007年会论文集[C];2007年
6 李珺;林军;章守宇;;人工鱼礁通透系数及其数值实验[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
7 周俊杰;刘利武;魏新利;王定标;;圆管平板-波纹翅片管换热器空气侧流动换热特性的数值模拟[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
8 饶文涛;王华;;蓄热式板坯加热炉优化设计方法(1)[A];2004全国能源与热工学术年会论文集(2)[C];2004年
9 张富;庞晓梅;黄国华;段建高;邢桂菊;;步进梁式板坯加热炉内流场和温度场的数值模拟[A];2008全国能源与热工学术年会论文集[C];2008年
10 李文博;刘坤;刘峰;庞秋鸣;;分级燃烧在炉内的数值模拟研究[A];2010全国能源与热工学术年会论文集[C];2010年
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1 汤亮;基于综合效益评价的陶瓷产品全生命周期理论研究及应用[D];武汉理工大学;2010年
2 郑秋亚;基于Navier-Stokes方程的复杂流动数值模拟精度与并行计算研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 张强;换热管及内外流体多场耦合数值分析方法研究[D];东北石油大学;2011年
4 刘挺;热虹吸管热回收装置传热特性及应用研究[D];北京工业大学;2010年
5 曹伟;注塑成型中粘性不可压缩非等温熔体的三维流动模拟[D];郑州大学;2004年
6 孙世梅;高温热管换热器强化传热及结构优化模拟研究[D];南京工业大学;2004年
7 王尊策;复合式水力旋流器的结构及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
8 黄咏梅;基于差压原理的涡街质量流量测量方法研究[D];浙江大学;2005年
9 曾庆丰;C/SiC复合材料优化设计[D];西北工业大学;2004年
10 欧俭平;高温空气燃烧技术在冶金热工设备上的应用及数值仿真和优化研究[D];中南大学;2004年
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1 谷骁勇;基于ANSYS的离心压缩机主要零件建模和受力分析[D];郑州大学;2010年
2 许亮;化学回热器结构设计及性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李波;水煤浆气化喷嘴加压雾化实验研究与数值模拟[D];浙江大学;2010年
4 史双佶;柴油机中冷器CFD数值仿真研究[D];大连交通大学;2010年
5 宁宝焕;机车散热器的数值模拟与结构优化研究[D];大连交通大学;2010年
6 马仁听;多缸柴油机冷却水套流场的CFD分析[D];大连交通大学;2010年
7 赵全云;利用生物质燃料的气化加热设备设计与分析研究[D];太原理工大学;2011年
8 姜鹏;喷嘴内部流场及空化现象的数值模拟[D];太原理工大学;2011年
9 郭腾龙;高压共轨系统参数对混合气形成和燃烧过程的影响[D];吉林大学;2011年
10 付海丹;梭式窑富氧预混燃烧火焰特性及窑内换热特性研究[D];景德镇陶瓷学院;2011年
【同被引文献】
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1 宫丽虹,王英敏,刘铁民,王银生;湿式纤维栅振动除尘机理与效率的研究[J];安全与环境学报;2003年03期
2 王晓瑾;;湿式除尘脱硫装置内分散相运动轨迹的数值模拟[J];安阳师范学院学报;2006年02期
3 翟秀静,符岩,暴永生,刘忠文;燃烧合成技术制备α-Al_2O_3纳米粉[J];东北大学学报;2002年09期
4 郭胜均,张设计,吴百剑,李德文;气幕控尘模拟试验研究[J];矿业安全与环保;2005年01期
5 陈小穗;张登频;曾繁陆;;脱硫石膏在工业水泥生产中的应用[J];化学工程与装备;2008年06期
6 张淑英,王钗昌;水膜除尘器在机立窑上的应用[J];福建建材;1998年01期
7 谢海英;张道方;;湍流模型对预测街道峡谷污染物扩散的影响[J];环境科学与技术;2009年06期
8 陈进,郭琼;陶瓷窑炉热效率在线自寻最优控制方法[J];佛山陶瓷;2004年04期
9 谢炳豪;;辊道窑热平衡测试数据分析及节能方向探讨[J];佛山陶瓷;2007年02期
10 黄宾;;陶瓷行业的节能减排与绿色陶瓷的发展[J];佛山陶瓷;2008年08期
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1 陆亚俊;赵永利;;我国上送式热空气幕产品现状分析[A];全国暖通空调制冷2000年学术年会论文集[C];2000年
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1 姜雨泽;脉冲放电烟气脱硫、除尘及产物收集相结合的研究[D];大连理工大学;2000年
2 王海宁;矿用空气幕理论及其应用研究[D];中南大学;2005年
3 欧俭平;高温空气燃烧技术在冶金热工设备上的应用及数值仿真和优化研究[D];中南大学;2004年
4 洪伟荣;大规模动态过程优化的拟序贯算法研究[D];浙江大学;2005年
5 廖迎新;基于群体搜索策略的热轧加热炉多模型优化控制研究[D];中南大学;2006年
6 李洪斌;基于神经网络的藻类水华建模与预测研究[D];华中科技大学;2007年
7 杨倩苗;建筑产品的全生命周期环境影响定量评价[D];天津大学;2009年
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1 张翔;三峡电站主厂房分层空调技术的应用研究[D];重庆大学;2001年
2 谭阳;层次分析法中指数型标度与保序性研究[D];广西大学;2002年
3 张岳荣;热工自动控制系统PID参数的优化整定及其应用研究[D];南京理工大学;2002年
4 郭琼;陶瓷窑控制系统的设计与仿真[D];武汉理工大学;2004年
5 陈仕欢;计算机辅助烧结技术的理论分析及其优化技术[D];天津大学;2004年
6 郝建;蓄热式加热炉脉冲燃烧技术及换向周期优化的应用研究[D];东北大学;2005年
7 闵娟;解耦技术在工业窑炉控制系统中的应用研究[D];武汉理工大学;2005年
8 孙巍;陶瓷辊道窑高温带流场的数值模拟研究[D];武汉理工大学;2006年
9 孔德英;发动机燃烧室喷嘴油雾角度的图像仿真实验研究[D];西北工业大学;2007年
10 王君;模糊演化卡尔曼滤波及其在RBF神经网络中的应用[D];中国地质大学;2007年
【二级参考文献】
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1 青格勒,程素森,杨天钧,李士琦;步进梁式加热炉内的板坯温度场数值模拟[J];北京科技大学学报;2004年02期
2 邬永国,孙承绪;玻璃窑炉蓄热室的计算机模拟及其应用[J];玻璃;1987年03期
3 俞茂铮,姚秀平,汪国山,孙长海,许占豪,王乐天,谭顺科,彭虎劳,何显富,许晔;大功率汽轮机凝汽器汽相流动与传热特性的数值分析[J];动力工程;1995年06期
4 曾令可,孙宇彤,童晓濂,贺海洋;辊道窑内的传热及影响热耗因素分析[J];佛山陶瓷;1998年04期
5 田子平,缪正清,吴国江,汪国山;高温空气燃烧技术的最新进展[J];锅炉技术;2000年03期
6 周海波,方贤柏,郭安邦;玻璃纤维组合炉三维数学模拟[J];硅酸盐通报;1994年05期
7 乔木,王欣丹,李振荣;间歇式窑炉窑体材料的选材分析[J];硅酸盐通报;1997年06期
8 方丁酉;;喷喉圆柱段对发动机性能的影响[J];固体火箭技术;1989年01期
9 何景轩;喷管喉部型面对发动机效率的影响[J];固体火箭技术;1995年02期
10 谷同恩,宋耑;隧道窑预热带数学模型数字模拟研究[J];硅酸盐学报;1985年04期
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1 高铁瑜;先进燃煤联合循环高温陶瓷过滤器研究[D];西安交通大学;2003年
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1 王凯;燃油纯氧助燃单元玻璃熔窑火焰空间的三维图像模拟[D];浙江大学;2004年
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1 郭起宏;张少夫;吴贵才;;城市照明节能是一项系统工程[J];照明工程学报;2011年02期
2 丁勇,毛保华,刘海东,张鑫,王铁城;列车节能运行模拟系统的研究[J];北方交通大学学报;2004年02期
3 白宪臣;粉煤灰空心砌块的孔型构造与节能降噪[J];新型建筑材料;1998年03期
4 戚忆璞;一维炉衬不稳定态传热的数值计算(1)[J];工业加热;1997年02期
5 潘丽君;;满液式蒸发器与干式蒸发器的区别[J];制冷;2011年03期
6 付令;;浅谈节能文化建设——以川航节油工程为例[J];中国民用航空;2007年10期
7 魏高升;刘立祥;杨立军;杜小泽;杨勇平;;火电厂直接空冷凝汽器出口热空气作为锅炉燃烧用风的综合分析[J];现代电力;2008年02期
8 马成良,武立云,孙洪巍,杨道媛;间歇式陶瓷烧成窑炉操作制度的研究[J];工业加热;2002年03期
9 刘建华,黄凯旋;高效节能型热管换热器在船舶上的应用[J];航海技术;1995年06期
10 魏玲,何嘉鹏,姜正良;华东地区围护结构节能研究[J];南京航空航天大学学报;2002年02期
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1 张锦荣;;变频器在恒压供水系统工程中的应用[A];第九届全国电技术节能学术会议论文集[C];2007年
2 王琳;李永安;刘培磊;;基于地道风的空气源热泵冷源状况动态分析[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会资料集[C];2008年
3 翟平;;汽车动力性、燃油经济性的微机模拟[A];四川省汽车工程学会第一届二次年会论文集[C];1991年
4 武传松;孙俊生;高进强;;焊接过程计算机模拟的新进展[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
5 王俊;卢洁;刘勇;陈林;李洪峻;蒲亮;张华俊;;风冷热电空调器计算机模拟及实验研究[A];第十届全国冷(热)水机组与热泵技术研讨会论文集[C];2002年
6 欧阳可青;韦丹;任天令;刘理天;;铁电存储器薄膜的计算机模拟[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
7 路钢华;D.J.H.Cockayne;;ZnTe中位错偶极的计算机模拟鉴定[A];第四次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1986年
8 郑昌琼;冉均国;禹争光;蒋书文;苟立;;金刚石薄膜光学参数的测定与模拟计算[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
9 朱泉;;浅谈变频供水设备的运用[A];河南省第五届学术年会铁道分会场专集[C];2009年
10 冯锡淇;;钨酸铅晶体的缺陷结构、掺杂效应及其计算机模拟[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
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1 记者 刘国安;科技打开节能之门[N];中国石油报;2000年
2 剑才;800亿元的节能市场 企业为何视而不见?[N];中国有色金属报;2002年
3 记者 李兵 通讯员 崔保生;实施节能配套技改[N];中国石油报;2000年
4 宋玉慧;节能冰箱遭遇尴尬[N];中国电子报;2001年
5 姚伟成;节能家电方兴未艾[N];中国高新技术产业导报;2002年
6 本报记者 王冬梅;800亿元的节能市场企业为何视而不见?[N];工人日报;2002年
7 李增杰 万璐;管理的基调是节能[N];中国化工报;2000年
8 学友;节能——21世纪家电发展的大趋势[N];中国国门时报(中国出入境检验疫报);2000年
9 桦;创新节能是方向[N];国际经贸消息;2000年
10 海风;中国消费者买冰箱何时获得补贴[N];中国信息报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王世峰;隧道窑计算机模拟方法与运行状态模拟试验的研究[D];山东大学;2007年
2 张景祥;凝聚过程中原子堆砌模式及其演化的计算机模拟[D];山东大学;2009年
3 李树君;全旋流分离马铃薯淀粉试验研究及计算机模拟[D];中国农业大学;2002年
4 李晓毅;受限高分子单链的计算机模拟[D];四川大学;2000年
5 刘安源;流化床内流动、传热及燃烧特性的离散颗粒模拟[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2002年
6 李晓玲;Al_3Li相沉淀的原子层面计算机模拟[D];西北工业大学;2002年
7 刁乃仁;地热换热器的传热问题研究及其工程应用[D];清华大学;2005年
8 刘振鸿;尼龙6固相聚合计算机模拟及其工业化应用研究[D];东华大学;2005年
9 杨坪;砂卵(砾)石层模拟注浆试验及渗透注浆机理研究[D];中南大学;2005年
10 辛涛;系统优化在提高中国饭店业核心竞争力中的研究与应用[D];华南理工大学;2003年
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1 李英德;企业多元化经营及目标行业选择方法研究[D];山东科技大学;2005年
2 李秦;我国民用核设施系统安全监督和管理研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 周自勇;新时期农村基层民主建设的完善与突破研究[D];东北大学;2005年
4 陈梅;政治生态视野下服务型政府建设研究[D];北京交通大学;2009年
5 杜吉祥;汽车碰撞事故的计算机模拟再现技术的研究[D];合肥工业大学;2002年
6 李阳平;射频磁控溅射沉积薄膜的计算机模拟[D];西北工业大学;2002年
7 王吉星;高分子合成与性能预测的计算机模拟[D];河北工业大学;2004年
8 徐孟平;异型材挤出模设计的计算机辅助分析与实验研究[D];青岛科技大学;2005年
9 姚尚文;高瓦斯低透气性煤层强化增透抽放瓦斯技术研究[D];安徽理工大学;2005年
10 朱军;我国电子商务的诚信问题与对策研究[D];苏州大学;2005年
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