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国内外废弃煤矿井现状及再利用潜力浅析
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作者 朱家 戴传山 《地热能》 2019年第4期18-24,共7页
1前言“十三五”期间,我国关闭矿井数量将大量增加。一方面,我国煤炭行业经过几十年开采,特别是“黄金十年”的高强度开采,煤矿可采储量急剧下降,形成资源衰竭,煤矿进入关闭行列。另一方面,当前我国经济进人新常态,经济发展对煤炭的需... 1前言“十三五”期间,我国关闭矿井数量将大量增加。一方面,我国煤炭行业经过几十年开采,特别是“黄金十年”的高强度开采,煤矿可采储量急剧下降,形成资源衰竭,煤矿进入关闭行列。另一方面,当前我国经济进人新常态,经济发展对煤炭的需求增速放缓,而此前经济快速发展时期建设的煤炭产能集中释放,我国煤炭产能出现过剩。 展开更多
关键词 煤矿井 利用潜力 高强度开采 煤炭行业 可采储量 资源衰竭 经济发展 产能
针对废弃矿井的可再生能源综合开发利用 预览
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作者 李宝山 肖明松 +4 位作者 周志学 徐玉杰 王婷婷 赵栋利 朱家 《太阳能》 2019年第5期13-16,共4页
我国是世界采矿大国之一,各类大中小型矿山企业达8万余个。2016年2月,国务院发布的《关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》中指出,在近年淘汰落后产能的基础上,用3~5年时间,再退出煤炭产能5亿t左右,减量重组5亿t左右。
关键词 综合开发利用 可再生能源 废弃矿井 落后产能 煤炭行业 矿山企业 中小型 国务院
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基于相关性分析地热发电系统蒸发器性能优化
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作者 朱家 姜丰 《地热能》 2019年第2期15-20,共6页
以地热发电有机朗肯循环系统中蒸发器为研究对象,利用R123与Al2O3组成纳米流体,建立有机朗肯循环实验研究系统。采用相关性分析法研究蒸发器热力学性能包括换热系数、对数平均温差以及压差与其影响因素之间的相关关系以及相关程度。研... 以地热发电有机朗肯循环系统中蒸发器为研究对象,利用R123与Al2O3组成纳米流体,建立有机朗肯循环实验研究系统。采用相关性分析法研究蒸发器热力学性能包括换热系数、对数平均温差以及压差与其影响因素之间的相关关系以及相关程度。研究表明:纳米流体能够有效提高蒸发器换热性能;热源温度是影响蒸发器性质最主要的影响因素;热源温度的升高能够强化纳米颗粒体积份额对换热系数和压差的影响能力,削减纳米颗粒体积份额对对数平均温差的影响能力;在五种流体中0.13vol%纳米流体的对数平均温差和压差是最小的。研究表明利用相关性分析法能准确表明影响因素对目标函数的影响程度,以及随其他影响因素变化时影响程度的变化趋势。 展开更多
关键词 相关性分析 地热发电 纳米流体 Pearson相关系数
相关性分析ORC热力循环系统
4
作者 姜丰 朱家 +2 位作者 胡开永 辛光磊 赵洋洋 《地热能》 2018年第6期7-11,共5页
以地热发电有机郎肯循环系统中蒸发器为研究对象,利用R245fa与R601组成二元非共沸混合工质为研究背景,建立变蒸发温度变工质配比的有机朗肯循环系统模型。采用相关性分析蒸发器热力学性能的影响因素以及其相关程度,并与热力学计算结果... 以地热发电有机郎肯循环系统中蒸发器为研究对象,利用R245fa与R601组成二元非共沸混合工质为研究背景,建立变蒸发温度变工质配比的有机朗肯循环系统模型。采用相关性分析蒸发器热力学性能的影响因素以及其相关程度,并与热力学计算结果进行对比。研究表明:温度滑移与热效率、总炯损、蒸发器炯损存在显著性正相关、高度相关以及显著性负相关;与对数平均温差的相关性随蒸发温度的升高由关联性较差增强至显著性相关;且相关性分析与热力学计算结果相符。故相关性分析法是研究蒸发器热力学性能影响因素的相关程度、优化蒸发器热力学性能的有效方法。 展开更多
关键词 相关性分析 地热发电 温度滑移 有机工质(R245fa/R601) 单管蒸发器
中低温地热发电三角循环研究进展简述
5
作者 畅妮妮 朱家 《地热能》 2018年第5期17-22,29共7页
有效回收利用中低温热源成为目前关注的热点话题。三角循环(Trilateral cycle,简称TLC)是一种新型中低温高效利用系统。地热能是一种不受环境影响的具有潜力的清洁能源。两者的结合,追根溯源,是热水全流系统。在高效利用中低温能... 有效回收利用中低温热源成为目前关注的热点话题。三角循环(Trilateral cycle,简称TLC)是一种新型中低温高效利用系统。地热能是一种不受环境影响的具有潜力的清洁能源。两者的结合,追根溯源,是热水全流系统。在高效利用中低温能源的背景下,三角循环因其换热器中温度匹配性好,逐渐吸引了研究学者们的关注。本篇就国内外三角循环的类型及研究现状进行简介。首先介绍各类三角循环的概念及模型;其后,就不同循环已有研究进行总结归纳;最后,就三角循环发展趋势进行展望。在未来的发展中,三角循环与有机朗肯循环联合,实现能量的梯级利用,将会成为应用研究的重点之一。 展开更多
关键词 三角循环 双级系统 中低温热能高效利用
新年贺词
6
作者 朱家 《地热能》 2018年第1期3-4,共2页
首先,在迎接新的一年一2018年之际,我谨代表《地热能》期刊编辑部向关注和支持我国地热事业发展的领导、专家、同仁们表示最亲切的问候,祝愿大家新年快乐、身体健康、事业发展、生活美满幸福!
关键词 身体健康 地热能 编辑部 事业
太阳能与地热能耦合发电系统性能研究
7
作者 李君 朱家 +1 位作者 崔志伟 李金永 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期2997-3004,共8页
建立一种太阳能-地热能耦合ORC(organic Rankine cycle)电站模型,通过Matlab对系统热力学性能进行仿真计算,在拉萨地区太阳能辐射强度和环境温度条件下,逐时计算单独地热电站和太阳能-地热能耦合电站的净输出功和热效率。夏至、冬至日... 建立一种太阳能-地热能耦合ORC(organic Rankine cycle)电站模型,通过Matlab对系统热力学性能进行仿真计算,在拉萨地区太阳能辐射强度和环境温度条件下,逐时计算单独地热电站和太阳能-地热能耦合电站的净输出功和热效率。夏至、冬至日的逐时计算结果表明,耦合电站比单独空气冷却地热ORC电站的性能更优,可弥补白昼环境温度升高的不利影响;耦合电站的净输入功和热效率随太阳集热器聚光器面积的增大而增大。夏季环境温度较高,加入太阳能对电站热力性能的改善比冬季更为明显。 展开更多
关键词 太阳能 地热能 仿真模拟 朗肯循环 多热源耦合
太阳辐射强度和温度对增强型冷却塔换热性能影响的研究
8
作者 辛光磊 朱家 +1 位作者 姜丰 赵洋洋 《地热能》 2018年第2期23-27,22共6页
太阳能增强型自然通风冷却塔作为一种新型空气冷却系统,可以利用太阳能来提高自然通风冷却塔的效率。利用FLUENT软件建立了太阳能增强型冷却塔的三维模型,研究环境温度对其性能的影响;同时设计并搭建了太阳能增强型冷却塔的实验系统... 太阳能增强型自然通风冷却塔作为一种新型空气冷却系统,可以利用太阳能来提高自然通风冷却塔的效率。利用FLUENT软件建立了太阳能增强型冷却塔的三维模型,研究环境温度对其性能的影响;同时设计并搭建了太阳能增强型冷却塔的实验系统,在实际天气条件下研究有无太阳辐射对该冷却塔性能的影响。模拟结果表明太阳辐射强度一定时,通过换热器的空气流速以及散热率都会随着环境温度升高而降低。具体来说,太阳辐射强度为500W时,环境温度由10℃升到40℃,空气流速由0.182m/s下降到0.118m/s,换热率由5.39kW/s下降到0.877kW/s。实验结果表明有辐射时冷却塔入口处的平均空气温度要比无辐射时的高5℃;实验期问无辐射时的平均换热率为0.68kW/s,有辐射时的平均换热率为0.79kW/s,即利用太阳能将平均换热率提高了0.11kW/s。 展开更多
关键词 太阳能增强型冷却塔 CFD模拟 太阳辐射强度 环境温度
水蓄能地源热泵系统的一种在线优化运行控制 被引量:1
9
作者 胡涛 周群 +2 位作者 肖仁政 高振军 朱家 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期496-503,共8页
以水蓄能地源热泵系统为研究对象,通过理论与实验相结合的手段,对该系统进行在线优化运行控制的理论分析与实验研究。研究结果表明:在线优化运行控制能有效提高系统的运行效率,相对于地源热泵独立直接供能系统,应用优化运行控制后... 以水蓄能地源热泵系统为研究对象,通过理论与实验相结合的手段,对该系统进行在线优化运行控制的理论分析与实验研究。研究结果表明:在线优化运行控制能有效提高系统的运行效率,相对于地源热泵独立直接供能系统,应用优化运行控制后,大区间变容量运行热泵的性能系数可从3.0最大增至约4.5,同时在峰谷电价的基础上可为用户节省大量运行费用,日运行费用的节省比例(节费率)约为21.8%,可为在线优化运行控制技术在工程应用中的推广提供数据支持。 展开更多
关键词 地源热泵 优化控制 水蓄能 节费率
有限热源下中低温有机朗肯循环系统性能最优化与不稳定性分析
10
作者 刘克涛 朱家 +1 位作者 胡开永 吴秀杰 《地热能》 2017年第6期3-8,共6页
基于500WORC系统实验台,对中低温能源有限时如何得到高效利用进行了实验研究与分析。研究结果表明:在热源条件有限情况下,调节工质流量到一定值可以得到最佳发电功率、热效率和火用效率;热源温度、过热度、蒸汽量和工质流量均是决... 基于500WORC系统实验台,对中低温能源有限时如何得到高效利用进行了实验研究与分析。研究结果表明:在热源条件有限情况下,调节工质流量到一定值可以得到最佳发电功率、热效率和火用效率;热源温度、过热度、蒸汽量和工质流量均是决定系统性能的因素;同时保证板式蒸发器出口蒸汽量与过热度,应当在设计换热面积基础上增加一定富裕量;实验发现,若严格按换热量设计面积选择板式蒸发器,低过热度下系统不稳定,针对此问题提出了三种改进措施。 展开更多
关键词 有限热源 ORC 最佳工质流量 系统性能 不稳定性
相关参数对增强型冷却塔换热性能影响的研究
11
作者 苑立君 朱家 +1 位作者 张桂迎 范皓龙 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期2264-2270,共7页
以增强型冷却塔为研究对象,通过数值模拟的方法,对其在不同环境温度、湿度及不同换热器布置下的换热性能进行计算与分析,得到不同条件下空气流量和换热量的分布。研究表明:系统换热量随空气湿度增加小幅度增加,而随温度的增加却有... 以增强型冷却塔为研究对象,通过数值模拟的方法,对其在不同环境温度、湿度及不同换热器布置下的换热性能进行计算与分析,得到不同条件下空气流量和换热量的分布。研究表明:系统换热量随空气湿度增加小幅度增加,而随温度的增加却有较大幅度的下降;在换热面积一定且换热器均匀分组条件下,如换热器间隙有填塞物,换热量随着覆盖率的增加而减小;若换热器间隙无填塞物,换热量随着覆盖率的增加而增加至覆盖率为93%达到最大值,随后减小。最优换热器布置为:覆盖率93%,换热器分组均匀且尽量细分,间隙内无填塞物。 展开更多
关键词 太阳能 增强型冷却塔 数值模拟 环境参数 换热器布置
以CO2作为换热流体的增强型地热系统数值模拟简述
12
作者 朱家 黄小雪 李君 《地热能》 2017年第4期8-10,共3页
增强型地热系统利用储存于地球内部的地热资源,通过注入循环流体、与深层的高温岩体换热,将热能转化为电能或直接应用。和其他可再生能源相比,增强型地热系统具有分布广泛、供应稳定、清洁、对环境影响较小等特点,近年来受关注程度... 增强型地热系统利用储存于地球内部的地热资源,通过注入循环流体、与深层的高温岩体换热,将热能转化为电能或直接应用。和其他可再生能源相比,增强型地热系统具有分布广泛、供应稳定、清洁、对环境影响较小等特点,近年来受关注程度不断提升。从80年代开始,许多发达国家开始了试验研究,迄今已建立了一定规模的地热电站。地下系统具有复杂性和不确定性,通过数值模拟可以获得整个研究区域任意点的参数,因此,在地热能开发利用的设计和运行阶段,数值模拟具有重要意义。本文对文献中采用的模型进行了分类,并介绍了近年来研究较活跃的利用CO2作为换热介质的增强型地热系统方面的数值模拟研究进展。 展开更多
关键词 工程热物理 增强型地热系统 数值模拟 CO2
裂隙型热储模型及CO2换热流体的增强型地热系统数值模拟
13
作者 朱家 黄小雪 李君 《地热能》 2017年第2期3-5,共3页
增强型地热系统利用储存于地球内部的地热资源,通过注入循环流体、与深层的高温岩体换热,将热能转化为电能或直接应用。和其他可再生能源相比,增强型地热系统具有分布广泛、供应稳定、清洁、对环境影响较小等特点,近年来受关注程度... 增强型地热系统利用储存于地球内部的地热资源,通过注入循环流体、与深层的高温岩体换热,将热能转化为电能或直接应用。和其他可再生能源相比,增强型地热系统具有分布广泛、供应稳定、清洁、对环境影响较小等特点,近年来受关注程度不断提升。从80年代开始,许多发达国家开始了试验研究,迄今已建立了一定规模的地热电站。地下系统具有复杂性和不确定性,通过数值模拟可以获得整个研究区域任意点的参数,因此,在地热能开发利用的设计和运行阶段,数值模拟具有重要意义。本文对文献中采用的模型进行了分类,并介绍了近年来研究较活跃的利用CO2作为换热介质的增强型地热系统方面的数值模拟研究进展。 展开更多
关键词 工程热物理 增强型地热系统 数值模拟 CO2
亚临界及超临界太阳能——地热能有机郎肯耦合发电系统
14
作者 Cheng Zhou 赵洋洋 +1 位作者 李君译 朱家 《地热能》 2017年第2期11-20,共10页
超临界有机朗肯循环(ORC)以转换效率高于传统循环而著称,这是因为它在换热器中有更好的热匹配性(即减小不可逆性)。在超临界状态,有机工质液汽转换界限使得热匹配性提高。超临界ORC独立太阳能热电厂和地热电厂已经有广泛研究,但... 超临界有机朗肯循环(ORC)以转换效率高于传统循环而著称,这是因为它在换热器中有更好的热匹配性(即减小不可逆性)。在超临界状态,有机工质液汽转换界限使得热匹配性提高。超临界ORC独立太阳能热电厂和地热电厂已经有广泛研究,但是结合太阳能与地热能的单个超临界ORC电厂容量还没有验证。因此本文通过研究在超临界ORC中耦合太阳能与地热能来探索这种耦合电厂可能的协同作用的优势,性能与亚临界耦合电厂、独立的太阳能和独立的地热能电厂作比较。所有的模拟和模型都是应用ASPENHYSYS完成。利用技术分析、经济分析和特性值分析耦合电厂的性能。热力学技术分析显示,如果输入太阳能的火用比至少为66%,则超临界ORC耦合电厂优胜于亚临界ORC耦合电厂。也就是利用相同的能量资源,产电量多出4.17%;火用分析显示,太阳能的火用超过66%,超临界耦合电厂的火用效率大约为27.34%,亚临界耦合电厂的火用效率为23.32%;特性值分析表明。亚临界ORC耦合电厂和超临界ORC耦合电厂的最大产量分别超过两种独立电厂15%和19%。经济学分析,超临界ORC耦合电厂比亚临界节约太阳能发电成本大约1.5-3.3%。 展开更多
关键词 耦合 太阳能 地热能 有机朗肯循环(ORC) 超临界
不同类型蒸发器对ORC系统影响的实验研究 被引量:2
15
作者 刘克涛 朱家 +1 位作者 胡开永 吴秀杰 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期2749-2755,共7页
以中低温能源的高效利用为目的,在稳定热源和变工质流量条件下对以2种不同类型换热器为蒸发器的有机朗肯循环(ORC)发电系统进行实验研究。研究结果表明:ORC系统中板式蒸发器的最大换热系数约是管壳式蒸发器的1.6倍;系统性能方面存在... 以中低温能源的高效利用为目的,在稳定热源和变工质流量条件下对以2种不同类型换热器为蒸发器的有机朗肯循环(ORC)发电系统进行实验研究。研究结果表明:ORC系统中板式蒸发器的最大换热系数约是管壳式蒸发器的1.6倍;系统性能方面存在合适工质流量使得系统性能最佳,采用管壳式ORC系统最大热效率与效率约为采用板式ORC系统的1.5倍;在膨胀机进口过热度较低时,板式蒸发器的蒸发空间是制约板式ORC系统性能和稳定性的重要因素;结合2种换热器特点,提出2种换热器串联作为蒸发器的改进设想。 展开更多
关键词 有机朗肯循环(ORC) 板式蒸发器 管壳式蒸发器 换热性能 系统性能 不稳定性
R245fa有机工质在Turbo—EHP管外流动沸腾换热实验研究
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作者 吴秀杰 朱家 +1 位作者 康振华 刘克涛 《太阳能学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期1261-1267,共7页
结合沸腾传热问题,通过凝练并设计实验系统,研究有机工质R245fa在高效蒸发换热管Turbo-EHP管外流动沸腾传热的性能,分析有“孔穴”结构的表面强化管的强化机理。实验中通过改变热源流量、温度以及工质流量等参数,研究其与局部以及... 结合沸腾传热问题,通过凝练并设计实验系统,研究有机工质R245fa在高效蒸发换热管Turbo-EHP管外流动沸腾传热的性能,分析有“孔穴”结构的表面强化管的强化机理。实验中通过改变热源流量、温度以及工质流量等参数,研究其与局部以及平均沸腾换热系数之间的关系。实验结果表明,Turbo-EHP型管前、中、末3段的强化效果不同,在前段气泡热阻对换热性能有一定的影响,中段换热效果达到最优,末段由核态沸腾转为气与壁面的对流换热,换热效果减弱;且随着工质流量的增大,沸腾性能显著增强。 展开更多
关键词 R245fa有机工质 Turbo-EHP型管 流动沸腾 换热系数
侧风对太阳能增强型冷却塔排热量影响的数值模拟与分析
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作者 范皓龙 李君 +1 位作者 苑立君 朱家 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期826-832,共7页
以一种新型空气冷却系统——太阳能增强型冷却塔为研究对象,通过数值模拟,研究侧风风速对其内部空气动力场、速度场和冷却性能的影响,并与自然通风干式冷却塔进行对比分析,同时对3种典型防风装置及其耦合方式的防风效果进行研究。... 以一种新型空气冷却系统——太阳能增强型冷却塔为研究对象,通过数值模拟,研究侧风风速对其内部空气动力场、速度场和冷却性能的影响,并与自然通风干式冷却塔进行对比分析,同时对3种典型防风装置及其耦合方式的防风效果进行研究。结果表明:低风速下太阳能增强型冷却塔对侧风的敏感程度低于自然通风干式冷却塔,当风速超过7m/s后则反之;导流板和挡风板在不同的侧风条件下各具优势;综合考虑导流板与120。分布挡风板的耦合方式是最为有效的防风措施,排热量最大可提高10.6%。 展开更多
关键词 增强型冷却塔 太阳能 侧风 导流板 挡风板
太阳能与地热能耦合发电系统性能研究
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作者 李君 朱家 崔志伟 《地热能》 2017年第5期17-23,共7页
建立了一种太阳能.地热能耦合ORC电站模型,并通过MATLAB对系统热力学性能进行了仿真计算。在拉萨地区太阳能辐射强度和环境温度条件下,逐时计算了单独地热电站和太阳能.地热能耦合电站的净输出功和热效率。夏至、冬至日的逐时计算... 建立了一种太阳能.地热能耦合ORC电站模型,并通过MATLAB对系统热力学性能进行了仿真计算。在拉萨地区太阳能辐射强度和环境温度条件下,逐时计算了单独地热电站和太阳能.地热能耦合电站的净输出功和热效率。夏至、冬至日的逐时计算结果表明,耦合电站比单独空气冷却地热ORC电站有更优的性能,弥补了白昼环境温度升高的不利影响;耦合电站的净输入功和热效率随着太阳能集热器聚光器面积增大而增加。夏季环境温度较高,耦合太阳能对电站的热力性能改善比冬季更为明显。 展开更多
关键词 多热源耦合 太阳能 地热能 有机朗肯循环 模拟计算
Thermodynamic optimization and fluid selection of organic Rankine cycle driven by a latent heat source 预览
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作者 徐鹏 吕建 +1 位作者 李太禄 朱家 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第12期2829-2841,共13页
Organic Rankine cycle (ORC) is applicable for the heat-work conversion. Whereas, there also exist a lot issues that influence the efficiency and the cost of the system. In this work, eleven pure working fluids (as cat... Organic Rankine cycle (ORC) is applicable for the heat-work conversion. Whereas, there also exist a lot issues that influence the efficiency and the cost of the system. In this work, eleven pure working fluids (as categorized into alkanes, and fluorinated alkanes) are investigated based on the first and second law of thermodynamics. The major objective is to obtain the most suitable working fluid for the latent heat source. The results show that the working fluid is an important factor of the system performance. The heat absorption of the working fluid in the evaporator is inversely proportional to the evaporating temperature, but the thermal and exergetic efficiencies are just the opposite. RC318 has the highest net power output and the lowest outlet temperature of the heat source, but its global warming potential (GWP) value is too high. The cyclohexane shows the highest thermal efficiency among the fluids investigated. Moreover, the figure of merit (FOM) of the isobutane is higher than that of other working fluids.Overall, the cyclohexane shows that the optimal comprehensive performance is more feasible for medium grade heat source in engineering applications. 展开更多
关键词 organic Rankine CYCLE working FLUIDS THERMODYNAMICS LOW-TEMPERATURE EVAPORATING temperature
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“第六届中深层地热资源高效开发与利用国际会议”在京隆重召开
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作者 朱家 《地热能》 2017年第2期31-32,共2页
“第六届中深层地热资源高效开发与利用”国际会议于2017年3月27—28日在北京中国地质大学会议中心隆重召开。来自美国、新西兰、法国、澳大利亚及国内不同省市约400名代表参会,是历届会议中参会代表最为踊跃的一次盛会。此次会议由中... “第六届中深层地热资源高效开发与利用”国际会议于2017年3月27—28日在北京中国地质大学会议中心隆重召开。来自美国、新西兰、法国、澳大利亚及国内不同省市约400名代表参会,是历届会议中参会代表最为踊跃的一次盛会。此次会议由中国地质大学主办、河北省沧州市肃宁县人民政府、北京泰利新能源科技发展有限公司承办,中国能源研究会地热专业委员会等协办。 展开更多
关键词 地热资源 国际会议 高效开发 利用 中国地质大学 河北省沧州市 专业委员会 澳大利亚
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