直流电压下复合绝缘子表面电荷积污特性仿真研究

1

作者 房博一 刘彬 +4 位作者 刘金 王贵山 黄聪 黄萍 杨国婷 《绝缘材料》 北大核心 2025年第9期129-139,共11页

为研究复合绝缘子的积污特性,以FZSMW-75/8-Z型支柱复合绝缘子为研究对象,利用COMSOL软件对不同污秽情况下的绝缘子表面积聚特性进行数值模拟仿真研究。运用控制变量法分析不同污秽颗粒电导率、直径、浓度和不同风速下的表面电荷密度,... 为研究复合绝缘子的积污特性,以FZSMW-75/8-Z型支柱复合绝缘子为研究对象,利用COMSOL软件对不同污秽情况下的绝缘子表面积聚特性进行数值模拟仿真研究。运用控制变量法分析不同污秽颗粒电导率、直径、浓度和不同风速下的表面电荷密度,通过等效电导率解释了表面电荷密度分布现象。结果表明:当风速一定时,伞裙表面电荷密度与污秽颗粒的电导率、直径、浓度成正比,任一影响因素数值增大均可以增加伞裙单元域内的污秽颗粒数量和电导率;当污秽颗粒参数一定时,伞裙表面电荷密度与风速成正比,风速越大,作用在污秽颗粒的气流曳力也越大,导致更多的污秽颗粒粘附在伞裙表面。当伞裙单元域污秽颗粒增多时,污秽层等效电导率增大,伞裙表面电荷密度也增大。 展开更多

关键词 污秽颗粒 复合绝缘子 控制变量法 表面电荷密度

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基于熵产最小化的液氮温区多层绝热变密度优化分析及实验研究

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作者 俞佳豪 王浩任 +3 位作者 王博 高云飞 徐旭 甘智华 《低温工程》 北大核心 2025年第3期27-36,共10页

面向低温清洁燃料长储对高性能多层绝热的需求,构建了描述层间传热特性的层与层模型,并基于此模型提出了一种用于多层绝热变密度优化的熵产最小化分析方法。分析结果显示,90层等密度布置的多层绝热靠近低温侧的前14层占据了总熵产的85%... 面向低温清洁燃料长储对高性能多层绝热的需求,构建了描述层间传热特性的层与层模型,并基于此模型提出了一种用于多层绝热变密度优化的熵产最小化分析方法。分析结果显示,90层等密度布置的多层绝热靠近低温侧的前14层占据了总熵产的85%,为变密度优化提供了明确的优化层数范围。对前14层开展分段变密度优化结果显示,当多层绝热的前8层的层密度为13.7层/cm,后6层的层密度为16.8层/cm,剩余76层的层密度为21.5层/cm时,通过多层绝热的漏热从0.79 W/m2降低至0.52 W/m2,绝热性能实现了34.2%的提升。针对优化后的变密度多层绝热,开展了液氮温区实验测试,测试结果与理论优化偏差为11.86%,验证了熵产最小化分析方法的可靠性。 展开更多

关键词 多层绝热 清洁能源 熵产最小化 变密度优化液氮温区

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车载液氢储罐蒸气冷屏组合绝热结构非稳态传热特性研究

3

作者 许张良 谭宏博 吴昊 《低温工程》 北大核心 2025年第2期26-33,共8页

为探究车载液氢储罐绝热结构的非稳态传热特性,建立了蒸气冷屏-变密度多层绝热组合绝热结构传热模型,并耦合确定液氢储罐内状态参数,预测了蒸气冷屏对绝热结构与液氢储罐非稳态传热特性的影响。研究表明:若液氢储罐初始压力为200 kPa,... 为探究车载液氢储罐绝热结构的非稳态传热特性,建立了蒸气冷屏-变密度多层绝热组合绝热结构传热模型,并耦合确定液氢储罐内状态参数,预测了蒸气冷屏对绝热结构与液氢储罐非稳态传热特性的影响。研究表明:若液氢储罐初始压力为200 kPa,当蒸气冷屏开启4 h,再关闭1 h,再开启3.05 h时,组合绝热结构的平均漏热热流密度分别为0.8879 W/m^(2)、0.2539 W/m^(2)与0.1055 W/m^(2),相较于无VCS的变密度多层绝热结构分别减少31.66%、80.09%与91.65%;采用组合绝热结构时液氢储罐最高压力为200.3 kPa,在第4 h、5 h、8.05 h液氢储罐压力分别为196.3 kPa、197.2 kPa、181.9 kPa,而采用常规变密度多层绝热结构时液氢储罐压力持续上升至206.8 kPa;耦合蒸气冷屏之后,绝热结构漏热明显降低,改变了液氢储罐压力变化趋势,绝热结构与液氢储罐的非稳态传热特性得到显著改善。 展开更多

关键词 蒸气冷屏 变密度多层绝热 车载液氢储罐 非稳态传热特性

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基于中空玻璃微珠和变密度多层绝热材料的液氢球罐复合隔热研究

4

作者 樊想 赵益达 +3 位作者 张国信 党战伟 李建仓 白博峰 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期234-239,共6页

液氢球罐隔热系统是实现低蒸发率及经济储存的关键。该文使用逐层模型研究了变密度多层绝热(VDMLI)和中空玻璃微珠(HGB)复合的隔热系统,设计了球罐夹层空间的支撑结构,并建立了球罐漏热量预测模型;对比了不同隔热设计下球罐日蒸发率,基... 液氢球罐隔热系统是实现低蒸发率及经济储存的关键。该文使用逐层模型研究了变密度多层绝热(VDMLI)和中空玻璃微珠(HGB)复合的隔热系统,设计了球罐夹层空间的支撑结构,并建立了球罐漏热量预测模型;对比了不同隔热设计下球罐日蒸发率,基于25 m^(3)液氢球罐分析了夹层空间真空度、VDMLI总层数和层密度对球罐日蒸发率的影响,综合抽真空难度和隔热材料成本等因素设计了2000 m^(3)液氢球罐的隔热系统。结果表明:2000 m^(3)液氢球罐日蒸发率为0.042%,对比NASA同容积球罐日蒸发率降低了16%。 展开更多

关键词 液氢球罐 变密度多层绝热 中空玻璃微珠 逐层模型 超低日蒸发率

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变密度多层绝热的理论分析 被引量：22

5

作者 朱浩唯 黄永华 +2 位作者 许奕辉 吴静怡 李鹏 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期42-46,共5页

讨论了一种新型的多层绝热结构,针对径向内外侧不同层间辐射阻断的强弱比例特征、材料重量、以及结构强度,对多层材料的布置进行了优化设计。主要分析多层绝热的绝热性能随层密度分布的变化规律,寻找特定条件下最优化层密度的分布方式,... 讨论了一种新型的多层绝热结构,针对径向内外侧不同层间辐射阻断的强弱比例特征、材料重量、以及结构强度,对多层材料的布置进行了优化设计。主要分析多层绝热的绝热性能随层密度分布的变化规律,寻找特定条件下最优化层密度的分布方式,并研究了最优化层密度分布方式与绝热系统各参数之间的关系。 展开更多

关键词 变密度 多层绝热 低温容器 空间应用

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变密度多层绝热最优层密度研究 被引量：21

6

作者 王田刚 李延娜 +3 位作者 姚淑婷 陈叔平 王丽红 冶文莲 《低温与超导》 CAS 北大核心 2014年第7期6-9,48,共5页

基于正交实验法对变密度多层绝热(VD-MLI)设计不同层密度组合方案,同时采用逐层传热分析模型进行漏热量计算。结果表明不同层密度组合的VD-MLI漏热量不同,VD-MLI最优层密度组合方案为低密度区8层/cm,中密度区14层/cm,高密度区20层/cm。... 基于正交实验法对变密度多层绝热(VD-MLI)设计不同层密度组合方案,同时采用逐层传热分析模型进行漏热量计算。结果表明不同层密度组合的VD-MLI漏热量不同,VD-MLI最优层密度组合方案为低密度区8层/cm,中密度区14层/cm,高密度区20层/cm。在最优层密度组合基础上,确定了不同热端温度条件下,液氮、液氧、液态甲烷VD-MLI满足漏热量要求的最小厚度。热端温度165K,液氮最小厚度9mm,液氧8mm,液态甲烷6mm;热端温度300K,液氮最小厚度39mm,液氧38mm,液态甲烷36mm;热端温度400K,液氮最小厚度94mm,液氧93mm,液态甲烷92mm。 展开更多

关键词 变密度多层绝热 逐层传热分析模型 正交实验 层密度组合

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真空多层绝热性能测试装置及初步实验验证 被引量：5

7

作者 朱浩唯 黄永华 +2 位作者 李骏 吴静怡 李鹏 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期47-51,共5页

建立了一套低温用真空多层绝热材料性能测试装置,用于研究变密度多层绝热材料的特性规律。以内密外疏的层密度分布方式为例,在测试装置充注液氮之后,通过稳态量热法实验研究了真空条件下该布置方式绝热层内不同层位置的温度瞬态和稳态... 建立了一套低温用真空多层绝热材料性能测试装置,用于研究变密度多层绝热材料的特性规律。以内密外疏的层密度分布方式为例,在测试装置充注液氮之后,通过稳态量热法实验研究了真空条件下该布置方式绝热层内不同层位置的温度瞬态和稳态分布规律、单点的降温规律、以及单位面积漏热率情况。考察了稳态温度分布以及单位面积热流随热边界温度的变化特性,并将理论温度分布曲线与实验曲线进行了对比,从而验证层与层模型的准确性。 展开更多

关键词 变密度 真空多层绝热 层布置方式 低温容器

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基于Lockheed模型的变密度多层绝热理论分析与实验 被引量：20

8

作者 张安 闫春杰 +1 位作者 陈联 冶文莲 《真空与低温》 2013年第2期90-94,共5页

采用Lockheed模型,对变密度多层绝热的传热过程进行了理论分析,提出了最佳层密度的概念,重点讨论了层密度与边界温度关系、层密度区域划分、层密度配置和最佳层密度下热流密度的变化。分析得出较优的3区域层密度绝热结构和影响热流密度... 采用Lockheed模型,对变密度多层绝热的传热过程进行了理论分析,提出了最佳层密度的概念,重点讨论了层密度与边界温度关系、层密度区域划分、层密度配置和最佳层密度下热流密度的变化。分析得出较优的3区域层密度绝热结构和影响热流密度变化的热边界温度范围。同时通过实验验证,结果与计算的结果较好的吻合。 展开更多

关键词 变密度 多层绝热 层密度

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低温推进剂在轨贮存与管理技术研究 被引量：18

9

作者 朱洪来 孙沂昆 +2 位作者 张阿莉 李永 潘海林 《载人航天》 CSCD 2015年第1期13-18,共6页

低温推进剂由于其比冲高、无毒无污染,是载人和深空探测的首选推进剂。为解决空间恶劣的热环境和微重力环境下推进剂大量蒸发损耗及推进剂的气液两相混合等问题,以低温推进剂的在轨贮存与管理技术为研究对象,给出低温推进剂绝热的贮存... 低温推进剂由于其比冲高、无毒无污染,是载人和深空探测的首选推进剂。为解决空间恶劣的热环境和微重力环境下推进剂大量蒸发损耗及推进剂的气液两相混合等问题,以低温推进剂的在轨贮存与管理技术为研究对象,给出低温推进剂绝热的贮存方案和微重力气液分离的管理方案。并对其中的适用中短期任务的方案进行日蒸发率等指标核算,然后对方案中的热力学参数变化对系统方案中的蒸发量控制等影响进行讨论。最终给出针对载人登月等短期项目的低温推进剂在轨贮存与管理的推荐方案。 展开更多

关键词 低温推进剂 在轨管理与贮存 变密度多层复合材料 低温隔热支撑 蒸汽冷却屏

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变密度多层绝热性能测试装置及实验验证 被引量：2

10

作者 张安 闫春杰 +2 位作者 霍英杰 王丽红 冶文莲 《低温与超导》 CAS 北大核心 2013年第8期10-13,共4页

建立了一套变密度多层绝热性能测试装置,用于研究变密度多层绝热技术的特性规律。实验应用低温量热法原理测试了真空度、层密度及热边界温度对变密度多层绝热性能的影响。实验结果与理论计算分析结果相吻合,验证了理论计算分析的准确性。

关键词 变密度 多层绝热 层密度 热边界温度

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应用于ZBO存储的SOFI／VD-MLI技术研究 被引量：3

11

作者 李延娜 陈叔平 +3 位作者 姚淑婷 王田刚 王丽红 冶文莲 《低温与超导》 CAS 北大核心 2013年第12期15-18,共4页

低温推进剂长期在轨储存技术是制约航空航天探测不断深入的关键技术之一。基于变密度多层绝热的组合型绝热(SOFI/VD-MLI)技术是泡沫塑料绝热与变密度多层绝热相结合的一种新型绝热方式,其绝热效果好、质量轻,在飞行器地面发射阶段和空... 低温推进剂长期在轨储存技术是制约航空航天探测不断深入的关键技术之一。基于变密度多层绝热的组合型绝热(SOFI/VD-MLI)技术是泡沫塑料绝热与变密度多层绝热相结合的一种新型绝热方式,其绝热效果好、质量轻,在飞行器地面发射阶段和空间在轨阶段均能发挥良好的绝热作用,广泛用于航天低温推进剂的存储。文中从国内外研究现状、结构原理等方面介绍SOFI/VD-MLI技术,重点分析SOFI/VD-MLI技术的优点和未来研究方向。 展开更多

关键词 组合型绝热 泡沫塑料绝热 变密度多层绝热 ZBO存储

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低温容器用多层绝热材料的绝热性能研究进展 被引量：11

12

作者 马晓勇 陈叔平 +6 位作者 金树峰 朱鸣 王洋 熊珍艳 吴慧敏 于洋 王鑫 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期238-248,共11页

多层绝热材料被广泛应用于低温容器,其绝热性能是人们重点关注的性能指标。真空良好下,影响其绝热性能的因素包括夹层真空度、材料型号和种类、层数、层密度、等密度或变密度布置以及材料包覆工艺等;真空失效下,夹层气体压力、破空气体... 多层绝热材料被广泛应用于低温容器,其绝热性能是人们重点关注的性能指标。真空良好下,影响其绝热性能的因素包括夹层真空度、材料型号和种类、层数、层密度、等密度或变密度布置以及材料包覆工艺等;真空失效下,夹层气体压力、破空气体种类以及绝热结构参数等会对多层绝热材料的绝热性能产生影响。本文综述了多层绝热材料绝热性能的预测公式。应用Lockheed分析模型对不同边界温度、不同层数下的多层绝热材料的绝热性能进行预测,得到最佳层密度和最小热流密度;在层数一定的条件下,应用Layer-by-layer传热模型对等密度和变密度多层绝热方案的绝热性能进行预测,分析获得了两种实用性较高的多层绝热方案。 展开更多

关键词 多层绝热材料 绝热性能 变密度 低温容器 真空良好 真空失效

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多层材料/气冷屏传热二维模型与绝热性能 被引量：3

13

作者 黄奕宁 王磊 +1 位作者 马原 厉彦忠 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期119-125,共7页

为更加准确地指导低温贮箱多层绝热(VD-MLI)/气冷屏(VCS)复合绝热结构的设计,建立了VD-MLI/VCS二维模型.考虑了VCS内蒸气升温对绝热性能空间分布的影响,并就传统一维模型和新建二维模型的预测能力与复合绝热结构的传热规律开展了对比分... 为更加准确地指导低温贮箱多层绝热(VD-MLI)/气冷屏(VCS)复合绝热结构的设计,建立了VD-MLI/VCS二维模型.考虑了VCS内蒸气升温对绝热性能空间分布的影响,并就传统一维模型和新建二维模型的预测能力与复合绝热结构的传热规律开展了对比分析.结果显示:VCS布置于VD-MLI第16层时漏热热流最小,为0.11 W/m^(2),最小漏热处一维模型对贮箱漏热量产生9%的低估;沿氢气流动方向贮箱漏热热流从0.02 W/m^(2)升高至0.23 W/m^(2),VCS冷却效果逐渐减弱.VD-MLI/VCS绝热结构的温度场随VCS的位置改变呈现不同形式的二维分布,造成贮箱各处绝热性能不一致,建议在VD-MLI总厚度的26.7%~68.3%内布置VCS. 展开更多

关键词 变密度多层绝热 气冷屏 低温贮箱 二维建模 绝热性能

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真空失效下变密度多层绝热传热性能试验研究 被引量：3

14

作者 张尚武 陈叔平 +2 位作者 陈联 马晓勇 李棉峰 《压力容器》 北大核心 2024年第9期23-30,共8页

为探究真空失效条件下,不同气体和夹层真空度对多层绝热传热性能的影响,搭建了真空失效实验平台,针对反射层为50层的变密度多层绝热,采用N_(2),Air,Ar,CO_(2)作为破空气体,开展了真空度为10^(-1),10,102,103 Pa的真空失效试验,并测得低... 为探究真空失效条件下,不同气体和夹层真空度对多层绝热传热性能的影响,搭建了真空失效实验平台,针对反射层为50层的变密度多层绝热,采用N_(2),Air,Ar,CO_(2)作为破空气体,开展了真空度为10^(-1),10,102,103 Pa的真空失效试验,并测得低温液体蒸发率和热边界温度的变化,获得了变密度多层绝热表观导热系数。结果表明:对于同种气体,表观导热系数随夹层真空度降低而增大,尤其是当真空度介于10^(-1)~102 Pa时,表观导热系数上升更明显;对于不同气体,夹层真空度为10^(-1)Pa时,Air为破空气体时表观导热系数最大,其次为CO_(2),N_(2),Ar,而夹层真空度在10~103 Pa时,表观导热系数大小依次为N2,Air,CO_(2)和Ar,不同破空气体在不同真空度时表现出不一致的表观导热系数关系,此差异是由于气体的物性以及不同真空度下的传热机理不同引起的。该研究为探究真空失效下多层绝热传热机理提供理论支持和数据参考。 展开更多

关键词 低温容器 真空失效 变密度多层绝热 表观导热系数 绝热性能

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变密度多层低温绝热结构的性能比较与分析 被引量：5

15

作者 许张良 谭宏博 吴昊 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1357-1365,共9页

为探究航天低温领域的轻质高效绝热技术,探究能够满足重量和绝热性能要求的变密度多层绝热结构,本文总结归纳了两种变密度多层绝热结构类型,利用逐层传热模型对两类变密度多层绝热结构的热流密度、层间温度分布特性进行仿真,并与定密度... 为探究航天低温领域的轻质高效绝热技术,探究能够满足重量和绝热性能要求的变密度多层绝热结构,本文总结归纳了两种变密度多层绝热结构类型,利用逐层传热模型对两类变密度多层绝热结构的热流密度、层间温度分布特性进行仿真,并与定密度多层绝热结构进行对比分析。结果表明,重量保持不变时,采用减小低密度区间隔物相对密度、增大间隔物厚度的变密度多层绝热结构,热流密度较定密度多层绝热结构显著降低,是一种适用于低温液体贮存的轻量化、性能优良的低温绝热技术。本文的研究厘清了体现重量和绝热性能优势的变密度多层绝热结构,为今后开展变密度多层绝热结构优化的相关研究提供参考。 展开更多

关键词 变密度多层绝热结构 性能比较 间隔物厚度 相对密度 轻量化

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航天器变密度多层绝热变工况漏热特性研究 被引量：12

16

作者 徐夏凡 陈六彪 +1 位作者 郑建朋 王俊杰 《真空与低温》 2020年第4期295-300,共6页

航天器的热控技术在空间应用中至关重要。以探月需求为背景,基于逐层计算法建立了航天器多层绝热材料性能仿真模型,并通过实验进行了验证。对用内热外冷模型变密度填充方式改善多层绝热性能的机制和改善幅度进行了研究。结果表明变密度... 航天器的热控技术在空间应用中至关重要。以探月需求为背景,基于逐层计算法建立了航天器多层绝热材料性能仿真模型,并通过实验进行了验证。对用内热外冷模型变密度填充方式改善多层绝热性能的机制和改善幅度进行了研究。结果表明变密度多层绝热相对于均匀密度多层绝热的漏热量可以减少37.3%。分析了冷边界温度、热边界温度和真空度等因素对绝热性能的影响。 展开更多

关键词 变密度 多层绝热 漏热 航天器热控技术

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变密度多层的Lockheed修正模型分析 被引量：3

17

作者 周振君 雷刚 +1 位作者 王天祥 李兆坚 《低温与超导》 CAS 北大核心 2015年第10期27-29,61,共4页

基于Lockheed修正模型,对用于低温液体贮箱的变密度多层绝热性能进行理论研究。通过对Lockheed修正模型的分析,计算了贮箱内为不同低温液体时最优层密度随热边界温度的变化情况,研究了不同层密度配置方案时绝热多层的热流密度大小,并对... 基于Lockheed修正模型,对用于低温液体贮箱的变密度多层绝热性能进行理论研究。通过对Lockheed修正模型的分析,计算了贮箱内为不同低温液体时最优层密度随热边界温度的变化情况,研究了不同层密度配置方案时绝热多层的热流密度大小,并对不同方案的绝热效果进行了对比分析。 展开更多

关键词 变密度 Lockheed修正模型 绝热

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低温储罐用多层绝热材料绝热性能优化

18

作者 余家愿 周文杰 +1 位作者 徐佳琦 邱一男 《真空与低温》 2024年第6期712-718,共7页

为探讨多层绝热材料(MLI)间隔物层的层密度和间隔层材料的热导率对绝热性能的影响,利用层与层模型,在20~300 K的温度范围内采用仿真计算的方法,研究了多层绝热材料的绝热性能与间隔层材料热导率和层密度之间的关系。在此基础上,根据不... 为探讨多层绝热材料(MLI)间隔物层的层密度和间隔层材料的热导率对绝热性能的影响,利用层与层模型,在20~300 K的温度范围内采用仿真计算的方法,研究了多层绝热材料的绝热性能与间隔层材料热导率和层密度之间的关系。在此基础上,根据不同间隔层材料的热导率随温度变化的特性,提出了一种变密度和变间隔层材料复合多层绝热结构(VDS-MLI)。在设定的仿真条件下,等层密度,采用涤纶薄膜和干法纸作为间隔层材料的多层绝热结构的漏热热流分别为0.3596 W/m^(2)和0.3642 W/m^(2),而VDS-MLI结构的漏热热流为0.3213 W/m^(2),相较于前两种结构,VDS-MLI的绝热效果分别提升10%和12%。结果表明,在特定温度范围内,VDS-MLI漏热热流密度显著降低,MLI的绝热性能得到了明显提升。研究为多层绝热材料的设计和应用提供了新思路,并有望在低温绝热等领域中发挥重要作用。 展开更多

关键词 变间隔材料 多层绝热 变层密度 热导率

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