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通風空調

TONGFENGKONGTIAO單元8空調風管系統(tǒng)設計目錄風管設計的基本知識風管設計的基本任務風管設計計算的方法與步驟8.18.28.3空調系統(tǒng)風管內的壓力分布8.48.58.6空調系統(tǒng)風管內的空氣流速風管系統(tǒng)的安裝8.1風管設計的基本知識風管布置與工藝、土建、電氣、給排水等專業(yè)相互配合、協(xié)調一致。應考慮使用的靈活性。當系統(tǒng)服務于多個房間時,可根據(jù)房間的用途分組,設置各個支風管,以便調節(jié);應根據(jù)工藝和氣流組織的要求,可采用架空明敷設,也可暗敷于地板下、內墻或頂棚中;應力求順直,避免復雜的局部管件。彎頭、三通等管件應安排得當,管件與風管的連接、支管與干管的連接要合理,以減少阻力和噪聲;風管上應設置必要的調節(jié)和測量裝置(如閥門、壓力表、溫度計、風量測定孔、采樣孔等)或預留安裝測量裝置的接口。調節(jié)和測量裝置應設在便于操作和觀察的地方;應最大限度地滿足工藝需要,并且不妨礙生產操作;應在滿足氣流組織要求的基礎上,達到美觀,實用的原則。8.1.1風管的布置原則薄鋼板普通薄鋼板鍍鋅薄鋼板硬聚氯乙烯塑料板玻璃鋼板膠合板鋁板磚及混凝土塑料軟管、金屬軟管、橡膠軟管8.1.2風管材料選擇是空調系統(tǒng)最常用的材料,其優(yōu)點是易于工業(yè)化加工制作、安裝方便、能承受較高溫度,且具有一定的防腐性能,適用于有凈化要求的空調系統(tǒng)。鋼板厚度一般采用0.5~1.5mm左右。對于有防腐要求的空調工程,可采用硬聚氯乙烯塑料板或玻璃鋼板制作的風管。硬聚氯乙烯塑料板表面光滑、制作方便、但不耐高溫,也不耐寒,在熱輻射作用下容易脆裂,所以,僅限于室內應用,且流體溫度不可超過-10~+60℃范圍。用于與建筑、結構相配合的場合。它節(jié)省鋼材,結合裝飾,經久耐用,但阻力較大。在體育館、影劇院等公共建筑和紡織廠的空調工程中,常利用建筑空間組合成送、回風管道。為了減少阻力、降低噪聲,可采用降低管內流速、在風管內壁襯貼吸聲材料等技術措施。需要經常移動的風管,則大多采用柔性材料制成圓形:強度大、阻力小、消耗材料少,但加工工藝比較復雜,占用空間多,布置時難以與建筑、結構配合,常用于高速送風的空調系統(tǒng)。矩形:風管易加工、好布置,能充分利用建筑空間。一般民用建筑空調系統(tǒng)送、回風管道的斷面形狀均以矩形為宜。表8-1矩形風管規(guī)格(單位:mm)8.1.3風管斷面形狀8.2風管設計的基本任務應統(tǒng)籌考慮經濟、實用兩條基本原則8.2.1風管設計原則確定風管的斷面形狀,選擇風管的斷面尺寸計算風管內的阻力損失,保證系統(tǒng)內達到要求的風量分配選擇合適的風機型號

8.2.2風管設計的基本任務風管的阻力損失△P由沿程阻力損失△Py和局部阻力損失△Pj兩部分組成△P=△Py+△Pj(Pa)沿程阻力損失△Py=Ryl(Pa)圓形風管的當量直徑矩形風管ν——空氣的運動粘度,標準狀況下,ν=附錄B-1~B-3。局部阻力損失附錄B-4及大量相關手冊中,都有各種管件的局部阻力系數(shù)計算表。表8-2各種材料的粗糙度風管的水力計算是在系統(tǒng)和設備布置、風管材料、各送、排風點的位置和風量均已確定的基礎上進行的。對于低速送風系統(tǒng),大多采用假定流速法和壓損平均法,而高速送風系統(tǒng)則采用靜壓復得法。1、假定流速法假定流速法也稱為比摩阻法。這種方法是以風管內空氣流速作為控制因素,先按技術經濟要求選定風管的風速,再根據(jù)風管的風量確定風管的斷面尺寸和阻力。這是目前低速送風系統(tǒng)最常用的一種計算方法。2、壓損平均法壓損平均法也稱為當量阻力法。這種方法以單位管長阻力損失相等為前提,在已知總作用壓力的情況下,取最長的環(huán)路或阻力損失最大的環(huán)路,將總的作用壓力值按干管長度平均分配給環(huán)路的各部分,再根據(jù)各部分的風量和所分配的壓力損失值,確定風管的尺寸,并結合各環(huán)路間的壓力損失的平衡進行調節(jié),以保證各環(huán)路間壓力損失的差值小于15%。一般建議單位長度風管的摩擦阻力損失值為0.8~1.5Pa/m。該方法適用于風機壓頭已定,進行分支管路壓損平衡等場合。3、靜壓復得法由于風管分支處風量的出流,使分支前后總風量有所減少,如果分支前后主風管斷面變化不大,則風速必然下降。眾所周知,當流體的全壓一定時,風速降低,則靜壓增加,利用這部分“復得”的靜壓來克服下一段主干管道的阻力,以確定管道尺寸,從而保持各分支前的靜壓都相等,這就是靜壓復得法。此方法適用于高速空調系統(tǒng)的水力計算。8.3風管設計計算的方法與步驟8.3.1風管水力計算方法

下面以假定流速法為例,來說明風管水力計算的方法步驟:1、確定空調系統(tǒng)風管形式,合理布置風管,并繪制風管系統(tǒng)軸測圖,作為水力計算草圖。2、在計算草圖上進行管段編號,并標注管段的長度和風量。管段長度一般按兩管件中心線長度計算,不扣除管件(如三通、彎頭)本身的長度。3、選定系統(tǒng)最不利環(huán)路,一般指最遠或局部阻力最大的環(huán)路。4、選擇合理的空氣流速,可按表8-3確定。5、根據(jù)給定風量和選定風速,確定各計算管道斷面尺寸,并使其符合表8-1所列的矩形風管統(tǒng)一規(guī)格(或圓形風管標準管徑)。然后根據(jù)選定的斷面尺寸和風量,計算出風管內實際流速。矩形風管的風量:·m3/h式中a、b——分別為風管斷面凈寬和凈高(m)。

圓形風管的風量:m3/h式中d——圓形風管內徑(m)。8.3.2風管水力計算步驟

表8-3空調系統(tǒng)中的的空氣流速((m/s)6、計算風管的的沿程阻力損損失根據(jù)風管的斷斷面尺寸和實實際流速,查查附表B-1~B-3或有關設計手手冊中求出單位長度摩摩擦阻力損失失,再根據(jù)式式(8-2)及管長,求求出管段的摩摩擦阻力損失。7、計算各管段段局部阻力損損失按系統(tǒng)中的局局部管件類型型和實際流速速,查附錄B-4或有關設計手手冊中“局部阻力系數(shù)計計算表”,查查得局部阻力力系數(shù)的值,,再根據(jù)式((8-5)求出局部阻力損失失。8、計算系統(tǒng)的的總阻力損失失9、并聯(lián)管路的的阻力平衡為保證各送、、排風點達到到預期的風量量,兩并聯(lián)支支路的阻力必必須保持平衡??照{系統(tǒng)統(tǒng)兩個支路的的阻力不平衡衡率一般不超超過15%。如果不平衡衡率超過15%,可通過調整整管徑、改變變風量和調節(jié)節(jié)閥門三種手手段進行調節(jié)節(jié)。10、根據(jù)輸送氣氣體的性質、、系統(tǒng)總風量量和總阻力選選擇風機類型型??照{系統(tǒng)統(tǒng)選用一般風風機。考慮風風管、設備漏漏風及阻力計計算不精確,,阻力和風量量應考慮一定定富裕度。Pf——風機風壓,Pa;Gf——風機風量,m3/h;KP——風壓附加系數(shù)數(shù),一般送排排風系統(tǒng)取1.1~1.15;KG——風量附加系數(shù)數(shù),一般送排排風系統(tǒng)取1.1?!纠?-1】某公共建筑直直流式空調系系統(tǒng),如圖8-1所示。風管全全部用鍍鋅鋼鋼板制作,表面粗糙糙度K=0.15mm。已知消聲器器阻力為50Pa,空調箱阻力力為290Pa,試確定該系統(tǒng)風管管的斷面尺寸寸及所需風機機壓頭。圖8-1某直流式空調調系統(tǒng)圖A.孔板送風口((600mm××600mm);B.風量調節(jié)閥;;C.消聲器;D.防火調節(jié)閥;;E.空調箱;F.進風格柵8.3.3風管設計計算算例題1、繪制系統(tǒng)軸軸測圖,并對對各管段進行行編號,標注注管段長度和和風量,如圖圖8-1所示。2、選定最不利利環(huán)路,逐段段計算沿程阻阻力損失和局局部阻力損失失。本系統(tǒng)選選定管段1-2-3-4-5-6為最不利環(huán)路路。3、列出管道水水力計算表8-4,并將各管段段流量和長度度按編號順序序填入計算表表中。4、分段進行管管道水力計算算,并將結果果列入計算表表8-4中。管段1-2:風量1500m3/h,管段長l=9m。沿程阻力損失失計算:由表8-3初選水平支管管空氣流速為為4m/s,根據(jù)式(8-6)算得風管斷面面面積取矩形斷面為為320mm××320mm的標準風管,,則實際斷面面積F=0.102m2,實際流速根據(jù)流速4.08m/s,查附錄B-2,得到單位長長度摩擦阻力力Ry=0.7Pa/m,則管段1-2的沿程阻力解:局部阻力損失失計算:該管段存在局局部阻力的部部件有孔板送送風口、連接接孔板的漸擴擴管、多葉調調節(jié)閥、彎頭、、漸縮管及直直三通。孔板送風口::已知孔板面面積600mm××600mm,開孔率(即即凈孔面積比比)為0.3,則孔板面風風速為m/s根據(jù)面風速1.16m/s和開孔率0.3,查附錄B-4,得孔板局部部阻力系數(shù)ζ=13,故孔板的局局部阻力漸擴管:漸擴擴管的擴張角角,,查附錄錄B-4,得ζ=0.6,漸擴管的局局部阻力多葉調節(jié)閥::根據(jù)三葉片片及全開度,,查附錄B-4,得ζ=0.25,多葉調節(jié)閥閥的局部阻力力彎頭:根據(jù),,R/b=1.0,查附錄B-4,得ζ=0.23,彎頭局部阻阻力漸縮管:漸縮縮管的擴張角角,,查附附錄B-4,得ζ=0.1,漸縮縮管的的局部部阻力力直三通通管::根據(jù)據(jù)直三三通管管的支支管斷斷面與與干管管斷面面之比比為0.64,支管管風量量與總總風量量之比比為0.5,查附附錄B-4,得ζ=0.1,則直直三通通管的的局部部阻力力該管段段局部部阻力力為=10.5+5.99+2.5+2.3+1+1.6=23.89Pa該管段段總阻阻力管段2-3:風量3000m3/h,管段段長l=5m,初選選風速速為5m/s。沿程阻阻力損損失計計算::根據(jù)假假定流流速法法及標標準化化管徑徑,求求得風風管斷斷面尺尺寸320mm×500mm,實際際流速速為5.2m/s,查得得單位位長度度摩擦擦阻力力,,則則管段段2-3的沿程程阻力力為局部阻阻力損損失計計算::分叉三三通::根據(jù)據(jù)支管管斷面面與總總管斷斷面之之比為為0.8,查附附錄B-4,得ζ=0.28,則分分叉三三通管管的局局部阻阻力(取總總流流流速))該管段段總阻阻力管段3-4:風量4500m3/h,管段段長l=9m,初選選風速速為6m/s。沿程阻阻力損損失計計算::根據(jù)假假定流流速法法及標標準化化管徑徑,求求得風風管斷斷面尺尺寸400mm×500mm,實際際流速速為6.25m/s,查得得單位位長度度摩擦擦阻力力,,則則管段段3-4的沿程程阻力力為局部阻阻力損損失計計算::該管段段存在在局部部阻力力的部部件有有消聲聲器、、彎頭頭、防防火調調節(jié)閥閥、軟軟接頭頭及漸漸擴管管。消聲器器:消消聲器器的局局部阻阻力給給定為為50Pa,即彎頭::根據(jù)據(jù),,R/b=1.0,a/b=0.8,查附附表8-4,得ζ=0.2,彎頭頭的局局部阻阻力防火調調節(jié)閥閥:根根據(jù)三三葉片片及全全開度度,查查附表表8-4,得=0.25,風量量調節(jié)節(jié)閥的的局部部阻力力軟接頭頭:因因管徑徑不變變且很很短,,局部部阻力力忽略略不計計。漸擴管管:初初選風風機4-72-11No4.5A,出口口斷面面尺寸寸為315mm×360mm,故漸漸擴管管為315mm×360mm~400mm×500mm,長度度取為為360mm,漸擴擴管的的中心心角,,大小小頭斷斷面之之比為為1.76,查附附表8-4,得ζ=0.15,對應應小頭頭流速速漸擴管管的局局部阻阻力該管段段局部部阻力力=50.0+4.7+5.9+10.9=71.5Pa該管段段總阻阻力管段4-5:空調箱箱及其其出口口漸縮縮管合合為一一個局局部阻阻力考考慮該管段段總阻阻力管段5-6:風量4500m3/h,管段段長l=6m,初選選風速速為6m/s。沿程阻阻力損損失計計算::根據(jù)假假定流流速法法及標標準化化管徑徑,求求得風風管斷斷面尺尺寸400mm×500mm,實際際流速速為6.25m/s,查得得單位位長度度摩擦擦阻力力,,則管管段5-6的沿程程阻力力為局部阻阻力損損失計計算::該管段段局部部阻力力部件件有突突然擴擴大、、彎頭頭(兩兩個))、漸漸縮管管及進進風格格柵。。突然擴擴大::新風風入口口與空空調箱箱面積積之比比取為為0.2,查附附錄B-4,得ζ=0.64,突然然擴大大的局局部阻阻力彎頭((兩個個)::根據(jù)據(jù),,R/b=1.0,a/b=0.8,查附附錄B-4,得ζ=0.20,彎頭頭的局局部阻阻力漸縮管管:斷斷面從從630mm×500mm單面收收縮至至400mm×500mm,取α≤45°,查附附錄8-4,得ζ=0.1,對應應小頭頭流速速漸縮管管的局局部阻阻力進風格格柵::進風風格柵柵為固固定百百葉格格柵,,外形形尺寸寸為630mm×500mm,有效效通風風面積積系數(shù)數(shù)為0.8,則固固定百百葉格格柵有有效通通風面面積為為0.63××0.5××0.8=0.252m2其迎風風面風風速為為查附附錄錄B-4,得得ζ=0.9,對對迎迎風風面面風風速速,,固固定定百百葉葉格格柵柵的的局局部部阻阻力力該管管段段局局部部阻阻力力=15.1+9.4+2.36+13.5=40.36Pa該管管段段總總阻阻力力5、檢檢查查并并聯(lián)聯(lián)管管路路的的阻阻力力平平衡衡用同同樣樣方方法法,,進進行行并并聯(lián)聯(lián)管管段段7-3,8-2水力力計計算算,,將將結結果果列列入入表表8-4中。。管段段7-3沿程程阻阻力力損損失失局部部阻阻力力損損失失該管管段段總總阻阻力力管段段8-2沿程程阻阻力力損損失失局部部阻阻力力損損失失該管管段段總總阻阻力力檢查查并并聯(lián)聯(lián)管管路路的的阻阻力力平平衡衡::管段段1-2的總總阻阻力力管段段8-2的總總阻阻力力=9.9%<<15%管段段1-2-3的總總阻阻力力管段段7-3的總總阻阻力力結果果表表明明,,兩兩個個并并聯(lián)聯(lián)管管路路的的阻阻力力平平衡衡都都滿滿足足設設計計要要求求。。如如果果不不滿滿足足要要求求的話話,,可可以以通通過過調調整整管管徑徑的的方方法法達達到到平平衡衡。。6、計計算算最最不不利利環(huán)環(huán)路路阻阻力力=30.19+10.6+80.14+290+46.12=457.05Pa本系系統(tǒng)統(tǒng)所所需需風風機機的的壓壓頭頭應應能能克克服服457.05Pa阻力力。。8.4空調調系系統(tǒng)統(tǒng)內內的的壓壓力力分分布布計算算出出各各點點((斷斷面面))的的全全壓壓值值、、靜靜壓壓值值和和動動壓壓值值,,把把他他們們標標出出,,再再將將各各點點連連線線,,就就可可得得到到風風管管內內壓壓力力分分布布圖圖。。8.4.1壓力力分分布布圖圖的的繪繪制制單風風機機系系統(tǒng)統(tǒng)是是指指只只設設送送風風機機而而不不設設回回風風機機,,整整個個系系統(tǒng)統(tǒng)內內的的阻阻力力損損失失全全部部由送送風風機機來來承承擔擔的的空空調調系系統(tǒng)統(tǒng)。。單風風機機空空調調系系統(tǒng)統(tǒng)空空調調風風管管內內全全壓壓分分布布如如圖圖8-3所示示。。對對于于單單風風機機系系統(tǒng)統(tǒng),,要要注意意到到零零點點的的位位置置,,若若系系統(tǒng)統(tǒng)排排風風位位于于回回風風的的負負壓壓區(qū)區(qū),,則則排排風風不不可可能能通通過過排風風閥閥排排出出,,必必須須單單設設一一軸軸流流式式排排風風機機,,如如圖圖8-3中虛虛線線所所示示。。8.4.2單風機系系統(tǒng)壓力力分布圖8-3單風機空空調系統(tǒng)統(tǒng)風管內內壓力分分布圖雙風機系系統(tǒng)是指指既設有有送風機機又設有有回風機機的空調調系統(tǒng),,系統(tǒng)內內的阻力力損失由由送風機機和回風風機共同同承擔。。雙風機空空調系統(tǒng)統(tǒng)風管內內全壓分分布如圖圖8-4所示。對對于雙風風機系統(tǒng)統(tǒng),排風風機必須須處于回回風機的的正壓段段,而新新風和回回風必須須處于送送風機的的負壓段段。如圖圖8-4中所示,,①-②段由于回回風機的的加壓作作用,處處于正壓壓區(qū),排排風可以以通過排排風閥直直接排出出。而②②-③段由于送送風機的的抽吸作作用,處處于負壓壓區(qū),新新風和回回風均可可被抽吸吸進來。。②為零零位閥,,通過該該閥處的的風壓應應該為零零。8.4.3雙風機系系統(tǒng)壓力力分布圖8-4雙風機空空調系統(tǒng)統(tǒng)風管內內壓力分分布圖圖8-3和圖8-4所示曲線線,是根根據(jù)沿程程阻力與與風管長長度呈直直線關系系,而未未考慮局部阻阻力的情情況下,,定性畫畫出的全全壓分布布曲線圖圖。若以以各點的的全壓減減去該點的的動壓,,便可得得出靜壓壓分布曲曲線。從從圖8-3和圖8-4可以看出出空氣在在風管內的的流動規(guī)規(guī)律為::風機的壓壓頭等于于風機進進、出口口的全壓壓差,或或者說等等于該風風機所負負擔的風風管系統(tǒng)統(tǒng)沿程阻阻力損失失和局部部阻力損損失之和和。風機吸入入段的全全壓和靜靜壓均為為負值,,在風機機入口處處負壓值值最大;;風機壓壓出段的的全壓和和靜壓一一般情況況下均為為正值,,在風機機出口處處正壓值值最大。。因此,,風機與與風管的的連接必必須注意意嚴密性性,否則則,會有有空氣漏漏入或逸逸出系統(tǒng)統(tǒng),以致致影響系系統(tǒng)的風風量分配配。在風機的的壓出段段,如果果動壓值值大于全全壓值時時,則該該處的靜靜壓會出出現(xiàn)負值值。若在在該斷面面開孔,,便會吸吸入空氣氣而不是是壓出空空氣(誘誘導式空空調系統(tǒng)統(tǒng)就是利利用這一一原理而而工作的的)。因因此,必必須正確確選擇送送風管道道中的氣氣流速度度,以免免影響支支風管的的空氣流流量。設計時應應注意各各并聯(lián)支支路的阻阻力平衡衡。如果果設計時時各支管管阻力不不相等,,在實際際運行時時,各支支管會按按其阻力力特征自自動趨于于平衡,,同時也也會改變變預定的的風量分分配值。。流動規(guī)律律8.5空調系統(tǒng)統(tǒng)風管內內的空氣氣流速風管內風風速的大大小關系系到系統(tǒng)統(tǒng)的造價價、運行行能耗與與費用、、噪聲的的控制等。風速速大,則則風管斷斷面小,,占用建建筑空間間小,風風管系統(tǒng)統(tǒng)的初投投資少,,但噪聲大大,流動動阻力,,輸送能能耗高,,運行費費用大;;風速小小,則上上述優(yōu)缺缺點剛好相相反。1、空調系系統(tǒng)風管管內風速速及部分分部件的的迎風面面風速表8-5通風、空空調系統(tǒng)統(tǒng)風管內內及通過過部分部部件時的的迎風面面風速((m/s)2、暖通空空調部件件的設計計風速表8-6暖通空調調部件的的設計風風速(m/s)3、對消聲聲有嚴格格要求的的空調系系統(tǒng),風風管和出出風口的的最大允允許風速速對消聲聲有嚴格格要求的的空調系系統(tǒng),風風管和出出風口的的最大允允許風速速如表8-7所示。表8-7不同噪聲聲標準的的風管內內允許流流速注:1、百葉風風口葉片片間的氣氣流速度度增加10%,噪聲的的聲功率率級將增增加2dB;若流速速增加一一倍,噪噪聲的聲聲功率級級將增加加16dB;2、對于出出口處無無障礙物物的敞開開風口,,表中的的出口風風速可提提高1.5~2倍。4、高速送送風系統(tǒng)統(tǒng)中風管管的最大大允許風風速高速送風風系統(tǒng)中中風管的的最大允允許風速速如表8-8所示。推推薦了高高速風管管的允許風速,,表中的的風速在在管內的的比摩阻阻不超過過5.7Pa/m。高速風風管中全全壓、靜壓都很很高,從從而加劇劇了漏風風現(xiàn)象。。因此,,宜采用用強度高高和密封封性能好好的螺旋風風管。表8-8高速送風風系統(tǒng)中中風管的的最大允允許風速速8.6風管系統(tǒng)統(tǒng)的安裝裝通風管道道的配件件是指風風管系統(tǒng)統(tǒng)上各種種異型連連接件((如彎頭頭、三通通、四通、變徑徑管、天天圓地方方等)、、各種風風量調節(jié)節(jié)閥(如如蝶閥、、多葉調調節(jié)閥、、矩形三通通調節(jié)閥閥、菱形形風閥和和定風量量閥等))和風管管測定孔孔、檢查查孔等。。風管附件件的功能能為:(1)彎頭用用來改變變空氣的的流動方方向,使使氣流轉轉90°彎或其他他角度;;(2)三通和和四通用用于風管管的分叉叉和匯合合,即氣氣流的分分流與合合流;(3)變徑管管用來連連接斷面面尺寸不不同的風風管;(4)天圓地地方是用用來連接接圓形與與矩形((或方形形)兩個個不同斷斷面的部部件;(5)來回彎彎管用來來改變風風管的升升降、躲躲讓或繞繞過建筑筑物的梁梁、柱及及其他管管道的部部件;(6)風量調調節(jié)閥和和定風量量閥用來來控制送送、回、、排風量量及用來來平衡風風管系統(tǒng)統(tǒng)的流動動阻力;;(7)風管檢檢查孔主主要用來來檢查風風管內的的電加熱熱器、中中效過濾濾器等;;(8)風管測測定孔主主要用于于通風與與空調系系統(tǒng)的調調試和測測定風管管內風量量、風壓壓和空氣氣溫度用用。8.6.1通風管道道的配件件1、風量調調節(jié)閥及及附件從從出廠到到安裝前前,在運運輸途中中受到運運輸工具具所激發(fā)發(fā)的隨機振動動和裝卸卸時受到到各種沖沖擊,及及在運輸輸儲存過過程中,,環(huán)境的的溫度、、濕度等變變化,這這些都可可能造成成調節(jié)閥閥及附件件的性能能發(fā)生變變化。因因此,有必要在安安裝前進進行部分分性能的的檢驗。。調節(jié)閥安安裝前的的檢驗主主要包括括下列內容:外觀、、靜態(tài)特性、、泄漏量、空空載全行程時時間、耐壓強強度、絕緣性性能、

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