轮机概论答案.docx
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轮机概论答案
1.船舶动力装置的基本要求有哪些？
如何分类？
基本要求：
1.可靠性2．经济性3．机动性4．重量和尺度5．续航力。
除了以上要求外，还要求动力装置便于维护管理，有一定的自动化程度，振动轻、噪音小，同时必须能满足造国家和国际相关海事机构制定的规则和规范。
分类：
蒸汽动力装置，柴油机动力装置，燃气轮机动力装置，联合动力装置，核动力装置，特种动力装置
2.通过画图说明四冲程柴油机和二冲程柴油机的工作原理，各有什么特点？
四冲程：
进气，压缩，燃烧+膨胀，排气，一个工作循环曲轴旋转两圈，一个做功冲程（180°）
特点：
进气、压缩、燃烧膨胀、排气各过程各自单独进行，因此工作可靠效率高，稳定性好。
低速至高速的转速范围大（500～1000rpm以上）。
不存在二冲程发动机那样的窜气回流损失，燃油消耗率低。
低速运转平稳，依靠润滑系统润滑，不易过热。
进气过程、压缩过程时间长，容积效率、平均有效压力高。
热负荷比二冲程发动机小。
不用担心变形、烧蚀问题。
排量大，可设计成大功率
二冲程：
换气+压缩，燃烧+膨胀，一个工作循环曲轴转一圈，一个做功冲程（90°）
特点：
每转一转爆发1次，因此旋转平稳。
不需要气门，零部件少，所以保养方便价廉。
往复运动产生的惯性力小。
振动小、噪音低。
与四冲程发动机相比，转速相同时功率大。
与四冲程相比，有倍的爆发力。
因此在相同的容积下，假如平均有效压力相同，则功率为2倍（实际为1.7）。
3.何为柴油机的增压？
为什么二冲程柴油机一般都需要增压？
所谓增压，就是提高柴油机气缸进气空气的压力，使空气密度增加，从而增加进入气缸的空气量。
进气量的增加就可以相应增加喷入气缸的燃油量，也就使得在气缸结构尺寸、转速等条件不变的情况下，提高柴油机功率。
4.柴油机的操纵包括哪些内容？
操纵系统都有哪些类型？
主机备车都包括那些内容？
柴油机的启动/换向/调速装置，操纵系统
按操纵部位和操纵方式分类：
机旁手动操纵，机舱集控室控制，驾驶室控制
按使用能源工质分类：
电动式/气动式/液力式/混合式主机遥控系统，微型计算机控制系统
备车：
1供电准备2冷却水系统准备3润滑油系统准备4燃油系统准备5压缩空气系统准备6准车7冲车8试车
5.船舶推进装置的作用是什么？
每种传动方式各有什么特点？
作用：
把船舶推进动力装置的动力转变为推进力，并把推进力传递给船体，推动船舶前进
1直接传动主机动力直接通过轴系传递给螺旋浆
2间接传动传递过程中有特设中间环节（离合器减速器）
3Z型传动螺旋浆可绕垂直轴作360度回转
4电力传动原动机带动发电机发电，电发送到配电板，再由直接或经过变流器或变频器供给推进电动机驱动螺旋浆
6.船舶制冷装置的主要组成部分是什么？
对制冷剂的要求有哪些？
船舶制冷装置主要组成部分：
（1）压缩机
（2）油分离器（3）冷凝器（4）贮液器（5）干燥过滤器（6）蒸发器
制冷剂要求：
（1）用环境温度下的水或空气冷却时，冷凝压力不太高。
（2）在标准大气压下的标准沸点
比所需的蒸发温度低。
3）压缩机的排，吸气压力比不太高，从而输气系数不致过低。
4）气化潜热大，气体比容小（5）压缩终了温度不太高。
（6）热导率大。
（7）粘度较低。
（8）临界温度
（约为标准沸点的1.4~1.6倍）适当高。
此外要求化学稳定性好，安全性好，毒性低，与所用材料相容，希望对臭氧损耗和温室效应轻微。
7船舶侧推装置的目的是什么？
通常该装置都装在什么船上？
操作侧推装置是需要注意什么问题？
侧推装置的目的：
（1）提高船舶的操作性能，特别是船速为零或船速很慢时的操纵性能；
（2）缩短船舶靠离码头时间；（3）节省拖船费用（4）提高船舶机动航行时的安全性；（5）可减少主机起动，换向次数，延长主机寿命
通常该装置都装在经常靠离码头，过运河，进出水闸、穿过狭窄航道和船舶拥挤水域。
特别是受风面积大的船只。
例如：
集装箱船，滚装船，木材船等。
操作注意事项：
（1）要有足够的发电机台数投入工作后方可使用侧推器。
（2）船速再5Kn以下方可使用侧推器。
（3）当转换操作位置前，要确认主控制器和副控制器二者控制杆位置和负荷一致后才可切换。
（4）起动主电动机时要使螺距角置于“0”位。
（5）在最大推力工况下的连续使用时间不应超过规定时间（一般为0.5h）。
8.油船有哪些专用系统？
分别简单介绍其作用。
1货油装卸系统；2自动扫舱装置3专用压载系统4排油监控系统5惰性气体系统6原油洗舱系统
9.船舶电力系统由哪几个部分组成？
电力系统有何特点？
电源装置、配电装置、电力网和负载组成并按照一定方式连接的整体，是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的总称
特点：
1）船舶电站单机容量一般不超过1000kw，装机总功率不超过5000kw（电力推进船和特种船除外），相比陆上要小得多。
2）船舶电力系统大多采用多台同容量同类型的发电机组联合供配电的方式，以方便管理维护。
3）。
正常航行时仅有1台或2台发电机向电网供电，但是要求船舶发电机组有较高品质的调速和调压装置来满足负载变化、在突发局部故障时也能保障船舶安全运行。
4）（船舶电网的输电距离短，线路阻抗低，各处短路电流大。
短路电流所产生的电磁机械应力和热效应易使开关、汇流排等设备遭受损伤和破坏。
）因此，船舶输电电缆采用沿舱壁或舱顶走线，电缆的分支和转接均在配电板（箱）或专设的分线盒内完成，不允许外部有连接点。
10.结合所学的知识谈谈船舶节能有哪些方法和设备
推广玻璃钢船型；采用经济航速;使用轻重油转换设备；使用燃油添加剂；加强维护保养。
11.柴油机动力装置船舶机舱有哪些主要设备，分别起什么作用。
柴油机的工作系统：
柴油机的工作系统主要是指柴油机冷却、柴油机润滑、燃油的供给这三个系统。
柴油机的冷却系统：
柴油机中燃油燃烧产生的热量，有大约三分之一要通过气缸、气缸盖、和活塞等部件散发掉。
为了很好地散出这些热量，而不使受热部件过热，甚至发生故障，通常采用冷却液体大量连续流过受热部件的方法冷却。
柴油机的润滑系统：
当柴油机的运动部件如轴、十字头、活塞等在转动和滑动时，会与对应的轴承及气缸壁之间由于相对运动发生摩擦而产生磨损。
为了减少两个金属表面之间因摩擦而产生的磨损，必须进行润滑，既加入润滑油。
润滑油在柴油机工作中除了起到润滑作用外，还有冷却、清洁、密封、防腐蚀和降低噪音等作用。
柴油机的燃油系统：
柴油机燃用的柴油通常有轻柴油、重柴油和低质燃料油。
燃油系统主要包括燃油的加装、储存、驳运、净化、加热这些环节。
燃油的加装是通过甲板两舷的国际标准加油法兰加入油舱。
在重油舱内要装设加热设备以保持重油的流动性。
驳运泵可以实现燃油在各个燃油舱、柜之间的燃油调驳作业。
重油在输送给柴油机高压油泵前要经过净化处理（包括沉淀、分离、过滤）和雾化加热。
柴油机的操纵系统：
柴油机的操纵系统就是把对柴油机起动、换向和调速结合起来统一控制的系统。
通过对机柴油机的操纵，以满足船舶在不同航行条件下的要求。
12.船舶有哪些主要甲板机械，分别在什么情况下使用、起什么作用。
船舶甲板机械主要包括舵机、起货机、锚机、绞缆机、吊艇机、舷梯升降机、舱盖板启闭装置等，在一些专用船舶上，还设有其它相应的甲板机械。
船舶起货机：
船舶装卸货物虽可使用港口设备，但并非所有港口都有足够的装卸机械，同时考虑到船在开阔水面过驳及吊运物料、备件等的需要，干货船常需安装起货机。
起货机的可靠性和工作效率对缩短港泊时间、加快航运周转、降低运输成本具有重要意义。
液压舵机：
舵机是保证船舶操纵性能，确保航行安全的重要设备。
舵机必须具有足够的转舵扭矩和转舵速度，并且在某一部分发生故障时能迅速采取替代措施，确保操舵能力。
液压锚机和系缆机：
锚机：
船舶驶达港口，常因等候泊位或引水，以及接受检疫、避风、候潮或过驳等而需在港外停泊。
为能在停泊时抵御风及水流作用在船体上的力，保持船位不变，就需要抛锚，故船舶需配置锚设备。
此外，锚设备也是操纵船舶的辅助设备，如靠离靠码头、系离浮筒、狭水道调头或需紧急减刹船速等，都要用到锚。
绞缆机：
船舶为拖船作业、进出船坞或系靠码头、浮筒或其它船舶时用于绞缆、系缆的设备，称为系泊设备。
船舶减摇鳍：
船舶在航行中，海浪会使船舶产生六个自由度的摇荡，即纵摇、首摇、横摇、升沉、纵荡和横荡。
其中横摇对船舶和人员造成危害：
1.可能使船舶失去稳性而倾覆；
2.使船体结构和设备受到损坏；
3.引起货物移动从而使船舶重心改变危及船舶安全；
4.使机器和仪表运转失常；
5.使螺旋浆效率降低，船舶阻力增加，船速下降；
6.影响各类军舰的作战能力；
7.使船员工作和生活条件恶化。
船舶减摇鳍是一种主动式减摇装置，它能根据船舶横摇角度、速度和加速度（间接反映波浪作用力矩）等信号，主动提供减摇力矩，纠正或减轻船舶横摇，减摇效果明显。
船舶侧推装置：
一般船舶在靠离码头、过运河、进出水闸、穿过狭窄航道和船舶拥挤的水域时，一是要开慢速，二是要经常用舵改变航向。
但船速越慢舵效越差，给船舶操纵带来困难。
特别是受风面积大的集装箱船、滚装船、木材船等，在低速航行时，只靠舵效改变航向往往不能满足要求，不得不用拖船帮助。
船上设侧推器将会起到如下作用：
1．提高船舶的操纵性能，特别是船速为零或船速很慢时的操纵性能；
2．缩短船舶靠高码头的时间；
3．节省拖船费用；
4．提高船舶机动航行时的安全性；
5．可减少主机起动、换向次数，延长主机使用寿命；
13.船舶需要设置哪些通用系统，分别起什么作用。
船舶系统根据用途可以分为：
舱底水系统：
包括货舱及其它处所舱底水排放系统和机舱含油舱底水分离系统；为了防止舱底水腐蚀船体、浸湿货物和设备甚至影响稳性而危及船舶的安全，应及时将舱底水排出，排出舱底水的系统称为舱底水系统。
压载系统：
包括压载水注入和排出系统和船舶倾斜调整系统；对船舶进行压载和去载可起到以下作用：
1使船舶在横向保持平衡，在纵向有合乎要求的吃水差；
2使船舶具有适当的排水量和重心高度，以获得高的螺旋桨效率和合适的稳性；
3减小船体变形，避免产生过大的弯曲力矩和剪应力；
4减轻船体和轴系的振动。
日用水系统：
包括海淡水供水系统和排水系统；日用水系统是保证船员和旅客生活所必需的上、下水系统。
上水系统是指供水系统，其任务是供给船上饮用水、洗涤水、冲洗厕所和甲板的淡水和舷外水等。
下水系统是指排水系统，其作用是将厕所、浴室、洗漱间、厨房的生活污水排出舷外。
专用系统：
油船、破冰船、救捞船等的专门系统。
。
为了保证安全、可靠、无污染、迅速地完成运输任务，一般需设有货油装卸系统、自动扫舱装置、专用压载系统、排油监控系统、惰性气体系统和原油洗舱系统。
原油洗舱系统:
所谓原油洗舱就是利用所载货油中的一部分原油，在高压下通过洗舱机喷射到货舱内，借以把附着在货舱的垂直舱壁、垂直大型主要构件、水平梁以及沉积在舱底的原油油泥清洗掉，并依靠原油本身所具有的溶解作用，使油泥溶解在原油中，然后通过货油泵将这些油泥连同原油一起卸出的洗舱作业。
惰性气体系统:
防止油舱发生燃烧爆炸事故。
消防系统：
包括水、二氧化碳和泡沫灭火系统等；
空调系统：
包括通风、取暖以及温、湿度自动调节系统
14.船舶应该设置哪些防污染设备，分别起什么作用，船舶排放舱底水有哪些注意事项。
控制船舶机舱污水排放的油分浓度设备有油水分离器和油分浓度监控装置，控制油船排放压载水，洗舱水的瞬时排油率和排油总量的有排油监控系统及油水界面检测系统。
注意事项
（1）管线不能穿过泵舱及其他货油区域处所，而应由机舱直接升到主甲板，并从主甲板直接进入污油水舱；
（2）该注入管应尽量靠近舱底，并沿舱壁注入；（3）在开敞甲板管段货油区域内设置盲通法兰或可拆短管，并在法兰两侧设置截止止回阀；（4）在可拆短管或盲通法兰处设置警告牌，声明该系统在停止使用时两侧的截止阀应处于关闭状态，法兰应盲断，可拆短管应拆卸；
15.四冲程柴油机的工作原理？
（1）进气：
活塞从上止点下行，进气阀打开，排气阀关闭，新鲜空气进
入气缸。
进气阀在上止点前打开，下止点后关闭。
（2）压缩：
活塞从下止点上行，进、排气阀关闭。
气缸内空气被压缩，压力3-6MPa，温度600-700。
喷油在压缩后期通过喷油器喷入气缸，与空气混合，并在高温下自燃发火燃烧。
（3）膨胀：
燃油猛烈燃烧，气缸内燃气压力5-8MPa，温度1400-1800?
C。
高温高压的燃气膨胀推动活塞下行做功。
膨胀过程在排气阀开启时结束。
（4）排气：
进气阀关闭，排气阀打开。
活塞下行，废气靠气缸内外压差排
出。
活塞自下止点上行，废气被活塞排出气缸。
排气阀在上止点后关闭。
16.何为柴油机的换气？
二冲程柴油机常见的换气形式有哪些？
活塞由下止点向上运行，在活塞遮挡住进气口之前，空气由进气口进入气缸，同时将废气从排气口扫出气缸
直流换气横流换气
17.何为柴油机的废气涡轮增压？
常见的废气涡轮增压有哪些方式？
利用柴油机排出的废气驱动涡轮机，由涡轮机带动压气机再增压。
可以回收部分废气能量，提高经济性。
定压涡轮增压脉冲增压
18.船用柴油机主机遥控系统大都应具有哪些功能？
重复起动、慢转起动、负荷程序、应急停车、自动避开临界转速、故障自动减速或停车、紧急倒车
19.请简单说明主机备车的基本内容？
1.供电准备2.冷却水系统准备3.润滑油系统准备4.燃油系统准备5.压缩空气系统准备6.转车7.冲车8.试车P43
20.根据动力传递方式的不同，船舶推进装置可分为哪些种类？
各自都有何优缺点？
P48
A直接传动，优点：
1）结构简单，维护管理方便2）经济性好，传动损失少，传动效率高3）工作可靠，使用寿命长。
缺点：
1）整个动力装置的重量尺寸大2）要求主机有可反转性能3）非工况下运转时的经济性差4）船舶微速航行速度受到主机最低稳定转速的限制
B间接传动，优点：
1）主机转速不受螺旋桨要求低转速的限制2）轴系布置比较灵活3）在带有倒顺车离合器的装置中，主机不换向，使主机结构简单，工作可靠，管理方便，机动性高4）有利于多机并车运行及设置轴代带发动机。
缺点：
轴系结构复杂，传动效率低
CZ型传动，优点：
1）操纵性能好，可原地回转；2）省舵、尾轴管，船尾形状简单，阻力小；3）与中高速机连用，且不设单独的减速装置；4）主机不用换向，寿命延长;5）悬挂式螺旋桨装置可由船尾处甲板开口处吊装，检修不用进船坞，可大大缩短检修时间。
缺点:
结构复杂，传递功率受到一定限制
D电力传动优点：
1）机舱布置灵活；2）可选用中、高速不可逆转原动机；3）可均匀、大范围地调节推进电动机转速；4）船舶操纵性好，倒车功率大，反转迅速；5）推进电动机对外界负荷的变化适应性好，可以短时间堵转；6）可消除螺旋桨对原动机的振动冲击，船舶振动大大减轻；7）在柴油机—电力推进装置中，可采用分机组修理的方法，以缩短因船舶修理而造成的停航时间。
缺点：
传动效率低;控制结构复杂，管理维护难度大
21.简单说明液压系统几大组成部分及组成部分的主要元件。
P70
动力元件—液压泵；执行元件—液压缸或液压马达；控制元件—各种液压控制阀
22油船有哪些专用系统？
1货油装卸系统；2自动扫舱装置3专用压载系统4排油监控系统5惰性气体系统6原油洗舱系统
23原油洗舱有哪些优越性？
其系统包括哪些设备？
优越性：
1减少对海洋的污染2减少货油含水量3减小舱内构件腐蚀4缩短洗舱时间5残余货油量减少，卸油效果提高
设备：
1 惰性气体系统2固定式洗舱机3原油洗舱泵4扫舱系统5管路系统6油位测量装置和通信联络设备
24向货仓冲注的惰性气体都有哪些方式可以获得？
有三种方式：
1.利用锅炉排气经处理后得到惰性气体，称为烟道气式惰性气体系统。
2.用专门的惰性气体发生器，通过燃烧的燃料得到惰性气体，称为发生器式惰性气体系统。
3.利用柴油机的排气再经辅助燃烧器得到惰性气体，一般称为联合式惰性气体系统。
25结合所学知识，说明船舶主柴油机废气能量是如何利用的？
利用柴油机排出的废气驱动涡轮机，由涡轮机带动压气机再增压。
可以回收部分废气能量，提高经济性。
26 何谓原油洗舱？
原油洗舱有哪些优越性？
利用所载货油中的一部分原油，在高压下通过洗舱机喷射到货舱内，借以把附着在货舱的垂直舱壁、垂直大型主要构件、水平梁以及沉积在舱底的原油油泥清洗掉，并依靠原油本身所具有的溶解作用，使油泥溶解在原油中，然后通过货油泵将这些油泥连同原油一起卸出的洗舱作业。
优越性：
1减少对海洋的污染2减少货油含水量3减小舱内构件腐蚀4缩短洗舱时间5残余货油量减少，卸油效果提高
26何谓柴油机的增压？
为什么二冲程柴油机一般都需要增压？
增压：
就是提高柴油机气缸进气空气的压力，使空气密度增加，从而增加进入气缸的空气量。
进气量的增加就可以相应增加喷入气缸的燃油量，也就使得在气缸结构尺寸、转速等条件不变的情况下，提高柴油机功率。
原因：
二冲程没有进气冲程，就要是空气提高一定压力，才能使空气进入气缸，所以一般需要增压。
28推力轴及推力轴承的作用是什么？
传递推力或拉力；为传动轴系轴向定位；在曲轴与推力轴直接连接的情况下，推力轴承也给曲轴轴向定位。
名词解释：
工质：
热能动力装置中将热能转化为机械能的各种流动介质。
状态参数：
在热力学中，用来描述系统宏观特性的物理量称为系统。
绝对压力：
工质作用在器壁上的实际压力。
表压力：
用压力表测得的压力数值。
真空度：
当容器内的绝对压力比大气压低时，用压力表测得的压力值的绝对值。
过热蒸汽：
当水完全汽化为蒸汽后，再继续加热蒸汽，从而温度升高，压力不变的蒸汽称。
过热度：
过热蒸汽的温度与饱和温度之差。
湿空气：
干空气和水汽的混合气体。
饱和空气：
如果空气中所含水蒸气已经达到最大量的湿空气。
未饱和空气：
不是饱和空气，有继续吸水能力的湿空气。
相对湿度：
在一定温度下，1m³湿空气中所含的水蒸气与1m³饱和空气所含的水蒸气量之比。
露点：
未饱和空气如果在等压下冷却，其相对湿度将随温度下降而升高，当相对湿度达到100％
时所对应的温度。
热机：
利用热能的发动机。
柴油机的燃烧室：
统一式燃烧室，又称直接喷射燃烧室；分隔式燃烧室，由主燃烧室和副燃烧
室组成。
上止点：
活塞顶部在气缸中运动达到的气缸最上位置。
下止点：
活塞顶部在气缸中运动达到的气缸最下位置。
行程：
活塞运行在上下两个止点间（即上止点和下止点）的距离。
二冲程柴油机：
把一个柴油机的工作循环在两个冲程内完成的柴油机。
四冲程柴油机：
把一个柴油机的工作循环在四个冲程内完成的柴油机。
气阀重叠角：
进气阀和排气阀在上止点前后的一段时间内同时开启时的曲柄转角。
增压：
提高柴油机气缸进气空气的压力，使空气密度增加，从而增加进入气缸的空气量。
喘振：
当压器的压气机在工作时，由于工况的偏离造成气流产生强烈脉动，并有气体倒流，从
而引起压气机工作不稳定，导致压气机振动，并发出异常声响的现象。
柴油机的推进特性：
船舶主机与螺旋桨相连，调速时的工作特性，即Ne=cn3。
柴油机的指示指标：
柴油机的工质对活塞做功为基础的指标。
柴油机的有效指标：
柴油机的曲轴输出功率为基础的指标。
转车：
使用盘车机，缓慢转动，检查柴油机是否转动顺畅、轴系回转情况是否良好同时还可以
在转车期间利用气缸油注油器向气缸壁布油。
冲车：
利用压缩空气起动装置，在不向柴油机供油的情况下并完全打开各缸示功旋塞，使其短
时转动起来，借助压缩空气从示功旋塞吹扫出气缸内的杂质同时可观察柴油机内部是否
有油水泄漏现象。
试车：
用压缩空气供油启动，检查主机各缸的发火工作情况、高压油管的脉动情况、操纵系统
的工作情况、机器运转中有无油水泄漏情况等。
直接传动：
主机动力直接通过轴系传递给螺旋桨的传动方式。
间接传动：
主机和螺旋桨之间的动力传递除经过轴系外，还经过某些特设的中间环节（离合器、
减速器等）的一种传动方式。
螺旋桨的进程比：
螺旋桨工作时转动一周，它在轴向实际前进的距离，即进程与螺旋桨直径（叶
梢圆直径）D的比值。
主机的工作点：
如果将柴油机速度特性曲线和它所带动的螺旋桨的特性曲线画在一个坐标图上，
柴油机速度特性曲线与螺旋桨特性曲线上的交点，即是他们配合工作的工作点。
单作用往复泵：
仅活塞的一端腔室工作，吸排阀各一个。
活塞往复一次，膜片往复一次，吸排
液体一次。
双作用往复泵：
活塞的两端腔室均工作，吸排阀各两个。
活塞往复一次，吸排液体两次。
油泵：
用来提高液体机械能的一种设备。
油马达：
亦称液压马达，是液压装置的执行元件，其作用是将液压油的压力能转换为机械能，
带动机械设备工作。
甲板机械：
主要包括舵机、起货机、锚机、绞缆机、吊艇机、舷梯升降机、舱盖板启闭装置等。
液压传动：
利用液压泵输出的高压液体的压力能来驱动液压缸或液压马达，从而带动工作机械。
最大舵角：
转船力矩在某一舵角时达到最大值，对应最大转船力矩的舵角。
海水淡化装置：
用盐分几乎不溶于低压蒸汽的性质，首先将海水在高真空度下加热，使之汽化，
再将所得蒸汽重新冷凝，获得含盐量很少的淡水的装置。
甲板水封：
防止碳氢气体由货舱通过惰性气体总管倒流到机舱和锅炉烟道的操作。
真空安全阀：
防止锅炉压力过高的保险装置。
主锅炉：
锅炉产生的高温高压过热蒸汽用于驱动主蒸汽轮机，以推动船舶前进的锅炉。
辅助锅炉：
所产生的饱和蒸汽主要用于加热燃油、滑油、工作水及提供各种生活用汽的锅炉。
废气锅炉：
将排气通入在主机烟道中特设的锅炉中，利用主机排气的热能，把锅炉中的水加热
成饱和蒸汽，以替代辅助锅炉，同时又提高了动力装置的热效率。
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