傳熱學學習指導與習題精選(夏國棟)

傳熱學學習指導與習題精選(夏國棟) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

夏國棟,王軍 編
圖書標籤:
  • 傳熱學
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  • 大學
  • 熱工
  • 傳熱計算
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齣版社: 化學工業齣版社
ISBN:9787122264497
版次:1
商品編碼:11970422
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2016-06-01
用紙:輕型紙
頁數:204
字數:215000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

《傳熱學學習指導與習題精選》是傳熱學課程配套學習指導用書,內容包括本科傳熱學的重點、難點、典型習題解答和練習等,涉及導熱理論基礎、穩態導熱、非穩態導熱、導熱問題數值解法基礎、對流傳熱分析、單相流體對流傳熱及特徵數關聯式、凝結與沸騰傳熱、輻射傳熱的基本定律、輻射傳熱計算、傳熱過程和換熱器。

目錄

第一章導熱理論基礎/001
第二章穩態導熱/019
第三章非穩態導熱/039
第四章導熱問題數值解法基礎/055
第五章對流傳熱分析/073
第六章單相流體對流傳熱及特徵數關聯式/089
第七章凝結與沸騰傳熱/105
第八章輻射傳熱的基本定律/119
第九章輻射傳熱計算/133
第十章傳熱過程和換熱器/155
附錄1測試練習題/173
附錄2北京工業大學研究生入學考試傳熱學試題選編/198
參考文獻/204

前言/序言


《傳熱學原理與應用》 導言 傳熱學,作為一門研究熱量傳遞規律及其在工程實踐中應用的基礎學科,在現代科技與工業生産中占據著舉足輕重的地位。無論是能源的産生與轉化,設備的冷卻與加熱,材料的加工成型,還是建築物的保溫節能,都離不開對傳熱過程的深入理解和有效控製。本書旨在係統地闡述傳熱學的基礎理論,並結閤豐富的工程實例,幫助讀者建立起堅實的傳熱學知識體係,掌握分析和解決傳熱問題的基本方法。 第一部分:傳熱學的基本概念與定律 本部分將從最基本的概念入手,為後續內容的學習奠定理論基礎。 熱量傳遞的定義與形式: 我們將首先定義什麼是熱量,以及熱量是如何從高溫物體傳遞到低溫物體的。在此基礎上,詳細介紹三種基本的熱量傳遞方式: 熱傳導 (Conduction): 聚焦於物質內部或接觸物體之間,通過微觀粒子(分子、原子、自由電子)的振動和碰撞進行的熱量傳遞。我們將深入探討熱傳導的微觀機製,以及傅裏葉定律(Fourier's Law)如何定量描述一維穩態熱傳導的速率。 熱對流 (Convection): 闡述流體(液體或氣體)在宏觀運動過程中伴隨發生的熱量傳遞。我們將區分自然對流(因密度差引起的流動)和強製對流(外部動力引起的流動),並介紹牛頓冷卻定律(Newton's Law of Cooling)作為描述對流傳熱速率的基本公式。 熱輻射 (Radiation): 講解物體以電磁波形式自身發齣的能量,以及這些能量在空間中傳播並被其他物體吸收的過程。我們將介紹黑體輻射定律(Planck's Law)、斯特藩-玻爾茲曼定律(Stefan-Boltzmann Law)和維恩位移定律(Wien's Displacement Law),理解輻射換熱的本質。 穩態與瞬態傳熱: 區分在時間上是否發生變化的傳熱過程。 穩態傳熱 (Steady-state Heat Transfer): 指在傳熱過程中,體係中各點的溫度不隨時間變化。我們將分析穩態傳熱的主要特點和適用條件。 瞬態傳熱 (Unsteady-state or Transient Heat Transfer): 指體係中各點的溫度隨時間變化的傳熱過程。我們將介紹瞬態傳熱的復雜性,並引入導溫係數等概念,為後續分析瞬態過程打下基礎。 熱物性參數: 介紹影響傳熱過程的材料特性參數。 導熱係數 (Thermal Conductivity, k): 衡量材料傳導熱量的能力,是熱傳導的關鍵參數。 比熱容 (Specific Heat Capacity, c): 物質升高單位溫度時所需的能量,影響溫度變化的速度。 密度 (Density, ρ): 物質單位體積的質量,與慣性及比熱容結閤影響瞬態傳熱。 熱擴散率 (Thermal Diffusivity, α): α = k / (ρc) ,錶徵熱量在材料中擴散速度的參數,對瞬態傳熱尤為重要。 第二部分:熱傳導 本部分將深入探討熱傳導的理論和計算方法。 一維穩態熱傳導: 平麵壁: 推導傅裏葉定律在平麵壁上的應用,計算通過單層和多層平麵壁的熱流量,引入熱阻概念,便於疊加計算。 圓柱壁 (管壁): 推導通過圓柱壁(如管道、鍋爐管)的熱傳導公式,理解不同半徑處的溫度分布。 球壁: 類似地,推導通過球形壁的熱傳導公式。 總傳熱係數與等效熱阻: 總結多層結構和包含對流邊界條件的復閤熱阻的計算方法,引入總傳熱係數(Overall Heat Transfer Coefficient, U)的概念,用於簡化復雜傳熱問題的分析。 肋片傳熱: 肋片的作用與分類: 講解肋片如何增加換熱麵積以提高對流傳熱效率,介紹直肋、環肋、翅片闆等常見肋片形式。 肋片上的溫度分布與效率: 推導不同邊界條件下的肋片溫度分布微分方程,並求解肋片的熱流量和效率,理解肋片的設計原則。 瞬態熱傳導: 集總參數法 (Lumped Capacitance Method): 在 Biot 數 (Bi) 很小的情況下,將物體視為一個整體,溫度均勻變化。介紹 Biot 數的意義及其判據,推導集總參數法的溫度隨時間變化公式。 傅裏葉級數與分離變量法: 介紹求解非穩態傳熱問題的解析方法,如傅裏葉級數展開和分離變量法,用於處理一些簡單幾何形狀和邊界條件下的瞬態問題。 數值方法簡介: 簡要介紹有限差分法 (Finite Difference Method) 和有限元法 (Finite Element Method) 在解決復雜瞬態傳熱問題中的應用。 第三部分:熱對流 本部分將重點分析流體與固體錶麵之間的熱量交換。 對流傳熱的基本原理: 邊界層概念: 引入速度邊界層和熱邊界層的概念,理解對流傳熱的本質是流體在固體錶麵的粘滯作用和溫度梯度的共同作用。 努塞爾數 (Nusselt Number, Nu): 定義努塞爾數作為描述對流傳熱強度的無量綱數,Nu = hL/k_f,其中 h 是對流傳熱係數,L 是特徵長度,k_f 是流體的導熱係數。 無量綱準數與關聯式: 介紹在對流傳熱分析中常用的無量綱數及其物理意義。 雷諾數 (Reynolds Number, Re): 錶徵流體流動狀態(層流或紊流)的無量綱數,Re = ρvL/μ。 普朗特數 (Prandtl Number, Pr): 錶徵動量擴散與熱量擴散相對關係的無量綱數,Pr = ν/α = c_pμ/k。 格拉曉夫數 (Grashof Number, Gr): 錶徵自然對流中浮力與粘性力之比的無量綱數。 關聯式 (Correlations): 講解如何通過實驗數據擬閤得到各種流動和傳熱工況下的努塞爾數關聯式,這是計算對流傳熱係數 h 的主要手段。 強製對流: 管內流動的對流換熱: 分析層流和紊流在管內流動的傳熱特點,介紹常用的管內流動的努塞爾數關聯式,如 Gnielinski 關聯式。 管外流動的對流換熱: 分析流體繞外壁的流動情況,如平闆、圓柱體、管束等,介紹相應的對流換熱關聯式。 自然對流: 竪直闆、傾斜闆、水平闆的自然對流: 分析不同幾何形狀錶麵上自然對流的特點。 圓柱體和球體的自然對流: 介紹自然對流在不同麯麵上的傳熱。 相變傳熱: 簡要介紹沸騰和冷凝過程中的特殊對流傳熱現象,這部分內容將為理解更復雜的傳熱過程打下基礎。 第四部分:熱輻射 本部分將深入研究物體間的輻射換熱。 熱輻射的基本定律: 黑體輻射: 介紹理想輻射體——黑體,及其輻射特性,理解能量分布與溫度的關係。 基爾霍夫輻射定律 (Kirchhoff's Law of Radiation): 闡述物體吸收能力與發射能力之間的關係,即在相同條件下,吸收率等於發射率。 錶麵發射率 (Emissivity, ε): 定義實際物體錶麵的發射能力與同溫度黑體發射能力的 ratio。 錶麵吸收率 (Absorptivity, α): 定義物體吸收的輻射能量與入射輻射能量的比值。 錶麵反射率 (Reflectivity, ρ) 與透射率 (Transmissivity, τ): 描述物體錶麵的反射和透過輻射的能力。 輻射換熱計算: 兩無限大平行平麵之間的輻射: 計算兩個平行錶麵之間的淨輻射換熱量。 封閉腔體內的輻射: 講解當物體處於一個封閉腔體內時,腔壁的發射率和溫度如何影響物體的輻射換熱。 錶麵之間的輻射 (View Factor / Configuration Factor): 引入視圖因子(或稱幾何因子、形狀因子)的概念,用來描述從一個錶麵輻射到另一個錶麵的能量比例,這是計算復雜幾何形狀物體之間輻射換熱的關鍵。 輻射率 (Emissivity) 與吸收率 (Absorptivity) 的關係: 重點強調對於不透明錶麵的情況,吸收率等於發射率。 輻射換熱與對流換熱的耦閤: 講解在實際工程中,輻射和對流通常是同時發生的,需要綜閤考慮。 第五部分:傳熱設備與傳熱過程的綜閤應用 本部分將前麵學到的理論知識應用於實際工程問題,展示傳熱學的廣泛應用。 換熱器 (Heat Exchangers): 換熱器的分類與原理: 介紹不同類型的換熱器,如管殼式、闆式、空氣冷卻器等,闡述它們的工作原理。 傳熱量計算: 介紹兩種主要的傳熱量計算方法: 平均溫差法 (Log Mean Temperature Difference, LMTD): 推導並應用 LMTD 方法計算簡單換熱器(如順流、逆流)的傳熱量。 效用-數傳次數法 (Effectiveness-NTU Method): 介紹 NTU 方法,特彆適用於換熱器參數已知但溫差難以直接確定或換熱器結構復雜的場閤。 換熱器的設計與選型: 討論換熱器設計時需要考慮的傳熱、流動阻力、材料、結構等因素。 乾燥過程 (Drying): 結閤傳熱和傳質的原理,分析材料在乾燥過程中的水分蒸發與熱量供給。 蒸發與冷凝: 詳細分析相變過程中的傳熱特性,這是化工、製冷等領域的重要應用。 熱管 (Heat Pipes): 介紹熱管這一高效的傳熱元件的工作原理及其應用。 建築物的熱工性能: 探討建築物的傳熱,包括傳導、對流和輻射在牆體、窗戶等部位的影響,以及保溫隔熱的設計。 工業爐與窯爐: 分析高溫設備中的傳熱現象,特彆是輻射換熱在其中的重要性。 電子設備的散熱: 探討如何通過各種傳熱手段(對流、相變、熱管等)有效地散熱,以保證電子設備正常運行。 結語 傳熱學是一門既具理論深度又富實踐價值的學科。通過對本書內容的係統學習,讀者應能掌握傳熱學基本定律,理解各種傳熱現象的物理機製,並能運用所學知識分析和解決工程實際中遇到的傳熱問題。本書的編寫旨在提供一個清晰、嚴謹且具有啓發性的學習路徑,鼓勵讀者在掌握基本原理的基礎上,進一步探索更深入、更前沿的傳熱學研究與應用領域。

用戶評價

評分

拿到這本《傳熱學學習指導與習題精選》已經有一段時間瞭,期間我斷斷續續地翻閱瞭一些章節,總的來說,它給我帶來瞭很多驚喜。首先,這本書的“學習指導”部分做得非常到位。它不僅僅是簡單地羅列知識點,而是深入淺齣地講解瞭每個概念的來龍去脈,以及它們之間的內在聯係。比如,在講解傅裏葉定律時,作者並沒有直接給齣公式,而是先從宏觀的熱量傳遞現象入手,逐步引導讀者理解導熱機理,再到能量守恒方程的推導,最後纔引齣傅裏葉定律。這種循序漸進的學習方式,對於像我這樣初次接觸傳熱學或者對理論基礎不夠紮實的讀者來說,簡直是福音。它能幫助我建立起紮實的理論框架,而不是死記硬背公式。而且,書中還穿插瞭一些“思考題”和“拓展閱讀”的建議,這非常有助於激發我的學習興趣,鼓勵我去主動探索和思考。我尤其喜歡其中關於“相似準則”的講解,它把看似復雜的無量綱群的推導過程,用非常形象的比喻和清晰的邏輯串聯起來,讓我對這些抽象的數學工具有瞭更直觀的理解。這本指導書的語言風格也十分親切,不像一些學術著作那樣枯燥乏味,讀起來有一種和老師在麵對麵交流的感覺。

評分

我是一名多年從事工業設備設計工作的工程師,在工作中經常會遇到各種傳熱問題。雖然之前也接觸過傳熱學,但總覺得理論知識不夠係統,實際應用中也存在一些不足。偶然的機會,我看到瞭《傳熱學學習指導與習題精選(夏國棟)》,抱著試試看的心態購買瞭。拿到書後,我被它專業的視角和詳實的案例所打動。書中不僅涵蓋瞭傳熱學的基本理論,更重要的是,它深入探討瞭許多實際工程中的應用問題。例如,書中關於強化傳熱技術的章節,詳細介紹瞭各種提高傳熱效率的方法,並給齣瞭具體的工程實例,這對我設計新型換熱器非常有啓發。此外,書中還包含瞭關於傳熱設備故障分析的內容,這對於我解決設備運行中遇到的問題非常有幫助。這本書的習題部分也具有很強的實踐性,許多題目都是基於實際工程背景設計的,這讓我能夠更好地將所學知識應用於實際工作中。這本書的深度和廣度都讓我非常滿意,它為我提供瞭一個重新審視和提升我傳熱學知識體係的絕佳機會。

評分

坦白說,一開始我對這本書並沒有抱太高的期望,覺得市麵上的傳熱學書籍都大同小異。但當我真正翻開這本書,並且認真閱讀瞭一段時間後,我纔發現自己錯瞭。這本書最大的特點在於它的“指導性”和“精選性”。“學習指導”部分,作者並沒有滿足於簡單的知識復述,而是深入地探討瞭每個概念的物理意義,以及相關的推導過程。他善於將復雜的數學公式轉化為易於理解的物理概念,並且經常會穿插一些“敲黑闆”式的提醒,幫助讀者把握重點。而“習題精選”部分,正如其名,每一道題都是經過精心挑選的,具有代錶性,並且難度適中。更重要的是,這些習題的解答非常詳細,不僅僅給齣最終答案,更重要的是,它會分析解題思路、關鍵步驟,以及可能遇到的陷阱。我曾經在其他書籍上遇到難題,即使看瞭答案也一頭霧水,但在這本書的解析下,我總能茅塞頓開。這本書讓我覺得,學習傳熱學不再是枯燥的“填鴨式”教育,而是一個循序漸進、充滿樂趣的探索過程。

評分

我是一名在校的工程專業學生,即將麵臨傳熱學的考試,所以一直想找一本既能幫助我理解概念,又能有效提升解題能力的參考書。在比較瞭市麵上的一些同類書籍後,我最終選擇瞭《傳熱學學習指導與習題精選(夏國棟)》。拿到書後,我被它細緻入微的內容所吸引。這本書的“學習指導”部分,不僅僅是理論知識的羅列,更是對知識點背後原理的深入剖析,以及對各種傳熱現象的生動描述。作者在講解每一個概念時,都力求用最淺顯易懂的語言,結閤生活中的實例,讓抽象的理論變得觸手可及。例如,在講解自然對流時,書中就用瞭燒水和煙囪排煙的例子,這讓我瞬間就明白瞭自然對流産生的根本原因。而且,這本書的“習題精選”部分也做得非常齣色,題目類型多樣,難度梯度明顯,覆蓋瞭傳熱學的各個方麵。每一道題的解析都詳細到位,不僅給齣瞭解題步驟,更重要的是,分析瞭解題思路和關鍵點,讓我學到瞭如何分析和解決問題的方法,而不是死記硬背答案。

評分

這本書的“學習指導”部分,不僅僅是知識點的梳理,更像是一位經驗豐富的導師在循循善誘。我特彆喜歡其中關於“如何學習傳熱學”的章節,作者分享瞭一些非常實用的學習方法和技巧。比如,他強調瞭理解物理過程的重要性,鼓勵我們要多畫示意圖,多進行類比思考。還建議我們要將傳熱學與其他學科的知識聯係起來,比如流體力學、熱力學等,這有助於我們構建一個更完整的知識體係。對於一些難以理解的公式,作者也提供瞭一些簡化模型和近似方法的講解,讓我們可以從不同的角度去理解問題。我嘗試著按照書中提供的方法去學習,感覺效率確實提高瞭不少。特彆是對於一些涉及能量守恒和質量守恒的推導,過去我總是容易齣錯,但按照書中提供的方法,一步步地進行分析,就清晰瞭很多。這本書不僅傳授瞭傳熱學的知識,更傳授瞭學習傳熱學的方法,這對於我來說,是非常寶貴的。

評分

這本書我剛拿到手,還沒來得及深入閱讀,但僅從它的裝幀和目錄來看,就足以讓我感到期待。封麵設計簡潔大氣,紙質也相當不錯,拿在手裏有分量感,這讓我對內部的內容質量有瞭一個初步的好印象。目錄的編排也非常細緻,幾乎涵蓋瞭傳熱學領域的所有重要知識點,從基礎的傳導、對流、輻射,到更深入的相變傳熱、輻射傳熱的復雜情況,再到傳熱問題的數值解法,都有詳細的劃分。這不禁讓我聯想到,作者在編寫這本書時,一定是下瞭苦功,並且對傳熱學有著深刻的理解。我特彆關注到一些章節的標題,例如“強化傳熱技術”和“生物傳熱學”,這些都是目前工程應用和科學研究中非常活躍的領域,能在這本教材中得到體現,說明它具有很強的時效性和前沿性。我個人對這些章節尤為感興趣,希望它能提供一些新的思路和方法。同時,我注意到書中還包含瞭一些實際案例分析,這對於理解抽象的理論知識非常有幫助。理論結閤實踐,是學習任何一門學科的最佳途徑,這一點在這本書的目錄中已經得到瞭很好的體現。我迫不及待地想要開始閱讀,希望它能帶我進入一個精彩的傳熱學世界,解決我在學習和工作中遇到的難題。這本書的厚度也適中,既不會顯得過於龐雜,又能保證內容的充實,讓人覺得物有所值。總而言之,這本書給我留下瞭非常好的第一印象,我非常期待接下來的閱讀體驗。

評分

我之前對傳熱學的一些概念一直感到很模糊,特彆是關於邊界層理論和傳熱係數的確定。但在翻閱瞭這本書後,我感覺豁然開朗。作者在講解這些內容時,並沒有直接拋齣復雜的數學模型,而是從物理本質齣發,一步步地引導我們去理解。例如,在講解邊界層時,書中用瞭非常形象的比喻,將流體運動中的速度梯度和溫度梯度比作“邊界”,然後逐步引入薄邊界層和厚邊界層的概念。這種由簡入繁的講解方式,讓我更容易接受和理解。而且,書中還穿插瞭一些“易錯點提醒”和“常見誤區分析”,這對於我這樣的初學者來說,非常有幫助,能夠避免走彎路。在處理一些數學推導時,作者也盡可能地給齣瞭詳細的步驟和解釋,而不是直接給齣一個結論。這種嚴謹的態度,讓我對書中的內容更加信任。即使是一些比較抽象的章節,比如傳熱的數值方法,書中也提供瞭相應的僞代碼和流程圖,這讓我對如何用計算機模擬傳熱過程有瞭初步的認識。

評分

說實話,我選擇這本書,很大程度上是被它的“習題精選”部分所吸引。我一直認為,學習理論知識固然重要,但如果沒有足夠多的練習來鞏固和應用,那麼這些知識很容易就會被遺忘。而這本書在這方麵做得非常齣色。習題的難度梯度設計得非常閤理,從最基礎的計算題,到需要綜閤運用多個知識點纔能解決的應用題,再到一些具有挑戰性的開放性問題,應有盡有。每一道題的後麵都附有詳細的解題過程和思路分析,這對於我這樣自己練習時容易卡殼的讀者來說,簡直是救星。我曾經在學習其他課程時,遇到難題就隻能乾瞪眼,要麼求助同學,要麼放棄。但有瞭這本書,我可以先嘗試自己解決,實在不行,再對照解析,一步一步地學習解題方法。而且,習題的覆蓋麵也非常廣,涵蓋瞭傳熱學的各個分支,確保瞭我在練習過程中能夠全麵地接觸到各種類型的題目。我尤其看重那些“綜閤應用題”,它們往往能將課堂上學到的零散知識點融會貫通,讓我體會到傳熱學在實際工程中的應用價值。這本書的習題集,就像是一個經驗豐富的導師,耐心地指導我,讓我一步步提升解題能力。

評分

這本書的排版和設計也給我留下瞭深刻的印象。書本的尺寸大小適中,非常方便攜帶和翻閱,不像一些大部頭的參考書,拿在手裏就覺得沉重。紙張的質量也很好,印刷清晰,字跡工整,閱讀起來眼睛不容易疲勞。更值得稱贊的是,書中大量使用瞭圖錶和插圖來輔助說明復雜的概念。例如,在講解熱輻射時,書中提供瞭很多不同物體錶麵輻射特性的圖譜,還有不同幾何形狀物體之間的輻射換熱示意圖,這些圖示讓抽象的理論變得更加具體和直觀。我曾經在學習一些其他書籍時,對於熱輻射的概念感到非常睏惑,但有瞭這本書中的這些圖錶,我仿佛能“看到”熱量是如何在空間中傳播的。此外,作者還巧妙地在章節之間設置瞭“迴顧與展望”的部分,這不僅能幫助我鞏固上一章的內容,還能為下一章的學習做好鋪墊,形成一個完整的知識體係。這種精心的編排,體現瞭作者在教學上的良苦用心,也讓我感受到瞭知識的流暢性和連貫性。

評分

我在閱讀這本書的過程中,最大的感受是它非常注重理論與實踐的結閤。不僅僅是習題部分,就連在講解理論知識時,作者也經常會引用實際的工程案例來佐證。比如,在講解對流傳熱時,書中就詳細分析瞭換熱器的設計原理,以及不同類型換熱器在實際應用中的優缺點。還舉例說明瞭鍋爐、散熱器等常見設備的傳熱過程。這些生動的案例,讓我不再覺得傳熱學隻是枯燥的數學公式和物理定律,而是與我們的生活息息相關,甚至在很多關鍵的工業生産中扮演著至關重要的角色。當我看到書中對航空發動機的冷卻設計、電子産品的散熱方案進行分析時,我更是深感傳熱學知識的價值。這種將理論應用於實際的講解方式,不僅加深瞭我對知識的理解,也激發瞭我學習傳熱學的熱情,讓我看到瞭未來將所學知識應用於實際工作的可能性。這本書讓我明白,學習傳熱學不僅僅是為瞭應付考試,更是為瞭解決現實世界中的工程問題。

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挺不錯的,店傢發貨速度很快,包裝的也挺好的

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質量很好,品質保障。

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書很好,內容全麵,我的老師寫的

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學習使人進步

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雙十一買書很便宜!!!!!

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學習使人進步

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很好

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挺不錯的,店傢發貨速度很快,包裝的也挺好的

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