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文檔簡(jiǎn)介

1、傳熱學(xué)(一) 第一部分 選擇題 單項(xiàng)選擇題(本大題共 10 小題,每小題 2 分,共 20 分)在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的,請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。 1. 在穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱中 , 決定物體內(nèi)溫度分布的是 ( ) A. 導(dǎo)數(shù)溫系數(shù) B. 導(dǎo)熱系數(shù) C. 傳熱系數(shù) D. 密度 2. 下列哪個(gè)準(zhǔn)則數(shù)反映了流體物性對(duì)對(duì)流換熱的影響 ?( ) A. 雷諾數(shù) B. 雷利 C. 普朗特?cái)?shù) D. 努謝爾特?cái)?shù) 3. 單位面積的導(dǎo)熱熱阻單位為 ( ) A. B. C. D. 4. 絕大多數(shù)情況下強(qiáng)制對(duì)流時(shí)的對(duì)流換熱系數(shù) ( ) 自然對(duì)流。 A. 小于 B. 等于 C. 大于 D.

2、 無法比較 5. 對(duì)流換熱系數(shù)為 100 、溫度為 20 的空氣流經(jīng) 50 的壁面,其對(duì)流換熱的熱流密度為( ) A. B. C. D. 6. 流體分別在較長(zhǎng)的粗管和細(xì)管內(nèi)作強(qiáng)制紊流對(duì)流換熱,如果流速等條件相同,則( ) A. 粗管和細(xì)管的 相同 B. 粗管內(nèi)的 大 C. 細(xì)管內(nèi)的 大 D. 無法比較 7. 在相同的進(jìn)出口溫度條件下,逆流和順流的平均溫差的關(guān)系為( ) A. 逆流大于順流 B. 順流大于逆流 C. 兩者相等 D. 無法比較 8. 單位時(shí)間內(nèi)離開單位表面積的總輻射能為該表面的( ) A. 有效輻射 B. 輻射力 C. 反射輻射 D. 黑度 9. ( )是在相同溫度條件下輻射能力最

3、強(qiáng)的物體。 A. 灰體 B. 磨光玻璃 C. 涂料 D. 黑體 10. 削弱輻射換熱的有效方法是加遮熱板,而遮熱板表面的黑度應(yīng)( ) A. 大一點(diǎn)好 B. 小一點(diǎn)好 C. 大、小都一樣 D. 無法判斷 第二部分 非選擇題 填空題(本大題共 10 小題,每小題 2 分,共 20 分) 11. 如果溫度場(chǎng)隨時(shí)間變化,則為 非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)。 12. 一般來說,紊流時(shí)的對(duì)流換熱強(qiáng)度要比層流時(shí) 大。 13. 導(dǎo)熱微分方程式的主要作用是確定導(dǎo)體內(nèi)的溫度場(chǎng)分布 。 14. 當(dāng) d 1 C. 以上兩個(gè)準(zhǔn)則方程式的定性溫度均為流體的平均溫度( w 的定性溫度為管內(nèi)壁溫度) , 特性尺度為管內(nèi)徑。 傳熱學(xué)(三)參考

4、答案 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共 10 小題,每小題 2 分,共 20 分) 1 A 2. C 3. B 4. A 5. D 6. D 7. D 8. C 9. D 10. C 二、填空題(本大題共 10 小題,每小 2 分,共 20 分) 11 61.7 C 或 61.7 C( 若不寫單位 , 扣 0.5 分 ) 12 725.76W/m 2 或 726W/m 2 ( 若不寫單位 , 扣 0.5 分 ) 13 冷流體 14 波長(zhǎng)或 “ ” 復(fù)合 15. 復(fù)合 16 熱冷流體 ( 或冷熱流體也可,熱流體和冷流體 ) 也可 ) 17. 輻射 18. 肋壁實(shí)際散熱量 19. 較大或 “ 大、“較高”

5、 20. 管程數(shù) 三、名詞解釋(本大題共 5 小題,每小題 4 分,共 20 分) 21 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 換熱器的實(shí)際傳熱量與最大可能傳熱量之比。或 22 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 高于液體飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所發(fā)生的沸騰。 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 物體內(nèi)各點(diǎn)溫升速度不變的導(dǎo)熱過程。 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 吸收率等于 1 的物體。 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 對(duì)流換熱與輻射換熱同時(shí)存在的綜合熱傳遞過程。 四、簡(jiǎn)答題(本大題共 2 小題,每小題 8 分,共 16 分) 26 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 ( 1 )氣體的輻射(和吸收)對(duì)波長(zhǎng)有強(qiáng)烈的選擇性,即它只能輻射和吸收某

6、些波長(zhǎng)范圍內(nèi)的能量。 ( 2 )氣體的輻射(和吸收)是在整個(gè)容積中進(jìn)行的。固體和液體不能穿透熱射線,所以它們的輻射(和吸收)只在表面進(jìn)行。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):( 1 )答出 4 分:( 2 )答出 4 分。 27 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 ( 1 )因?yàn)樵谝欢ǖ倪M(jìn)出口溫度條件下,逆流的平均溫差最大,順流的平均溫差最小,即采用逆流方式有利于設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 ( 2 )但逆流式換熱器也有缺點(diǎn),其熱流體和冷流體的最高溫度集中在換熱器的同一端,使得該處的壁溫較高,即這一端金屬材料要承受的溫度高于順流型換熱器,不利于設(shè)備的安全運(yùn)行。 ( 3 )所以高溫過熱器一般采用順流式和逆流式混合布置的方式,即在煙溫較高區(qū)域采

7、用順流布置,在煙溫較低區(qū)域采用逆流布置。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):( 1 )答出 2 分;( 2 )答出 2 分; ( 3 )答出 3 分。 五、計(jì)算題(本大題共 2 小題,每小題 12 分,共 24 分) 28 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 29 【參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 傳熱學(xué) ( 四 ) 一、填空題(每小題 1 分,共 15 分) 1. 復(fù)合表面?zhèn)鳠釋W(xué)系數(shù),單位是 。 2. 二維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng),在直角坐示系中,可表示為 。 3. 對(duì)于一個(gè)傳熱過程,如果固體壁面兩側(cè)與流體之間的表面?zhèn)鳠釘?shù)相差比較懸殊,為增強(qiáng)傳熱效果,采用助壁的形式,常常裝在表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的一側(cè)。 4. 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程中,稱 F 0 為 。 5. 采用

8、集總參數(shù)法的物體,其內(nèi)部溫差趨近于 。 6 . 建立有限差分離散議程的常用方法之一是用 代替微商。 7. 在流場(chǎng)中的 內(nèi)存在較大的速度梯度。 8. 若兩現(xiàn)角的流態(tài)及換熱均 ,則它們的 Nu 必定相等。 9. 管的彎曲半徑越小,二次不流的影響就 。 10. 一般工業(yè)設(shè)備中的凝結(jié)換熱形式均為 。 11. 高于飽和溫度的熱壁面沉浸在具有自由表面的液體中所進(jìn)行的沸騰,稱為 。 12. 凡波長(zhǎng) =0.380.76 m 的電磁波,屬于 。 13. 實(shí)際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力之比,稱為物體的 。 14. 在輻射換熱系統(tǒng)中稱 為 。 15. 由兩根同心圓管組成的間壁式換熱器稱為 。 二、單項(xiàng)選擇題(

9、每小題 1 分,共 25 分。從每小題的四個(gè)備選答案中,選出一個(gè)正確答案,并將正確答案的號(hào)碼寫在題后面的括號(hào)中。) 16. 對(duì)流換熱牛頓冷卻定律式為 =aA t ( W )指出其中的熱阻表達(dá)式是 ( ) Aa a 17. 一般而言,金屬比非金屬(介電體)的導(dǎo)熱系數(shù)值是 ( ) 較高的 較低的 相等的 接近的 18. 當(dāng)物性參數(shù)為常數(shù)且無內(nèi)熱源時(shí)的導(dǎo)熱微分方程式可寫為 ( ) 19. 如果溫度場(chǎng)不隨時(shí)間而變化,即( ) 20. 在非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí),物體的溫度隨著( ) 形狀變化 重量變化 時(shí)間變化 顏色變化 21. 寫出 的名稱 ( ) 努謝爾特準(zhǔn)則 付立葉準(zhǔn)則 畢奧準(zhǔn)則 普蘭特準(zhǔn)則 22. 結(jié)束導(dǎo)

10、熱問題數(shù)值計(jì)算迭代過程的判據(jù)之一是 ( ) 或 23. 流體在泵、風(fēng)機(jī)或水壓頭等作用下產(chǎn)生的流動(dòng)稱為( ) 自然對(duì)流 層流 強(qiáng)制對(duì)流 湍流 24. 普朗特準(zhǔn)則 Pr 1 時(shí),則() 1 1 1 / 1 0 25. 格拉曉夫準(zhǔn)則 Gr 越大,則表征( ) 浮升力越大 粘性力越大 慣性力越大 動(dòng)量越大 26. 當(dāng)量直徑 中 U 表示( ) 長(zhǎng)度 寬度 周長(zhǎng) 潤(rùn)濕周長(zhǎng) 27. 橫掠單管時(shí)的對(duì)流換熱中,特性尺度取( ) 管長(zhǎng) L 管內(nèi)徑 d i 管外徑 d i d 0 -d i 28. 水平圓筒外的自然對(duì)流換熱的特性尺度應(yīng)取( ) 圓筒的長(zhǎng)度 圓筒外徑 圓筒內(nèi)徑 圓筒壁厚度 29. 膜狀凝結(jié)換熱中的定

11、性溫度取( ) 蒸汽溫度 凝結(jié)液溫度 凝結(jié)液膜層平均溫度 飽和溫度 30. 飽和沸騰時(shí),壁溫與飽和溫度之差稱為( ) 平均溫度 絕對(duì)溫差 相對(duì)溫差 沸騰溫差 31. 定向輻射強(qiáng)度與方向無關(guān)的規(guī)律稱為( ) 普朗克定律 四次方定律 維恩定律 蘭貝特定律 32. 灰體的吸收率是( ) 1 大于 1 定值 變量 33. 對(duì)于灰體,吸收率愈大,其反射率( ) 愈小 愈大 適中 不變 34. 角系數(shù)是純幾何因素,與物體的黑度( ) 無關(guān) 有關(guān) 有較大關(guān)系 關(guān)系很大 35. 由輻射物體表面因素產(chǎn)生的熱阻稱為( ) 導(dǎo)熱熱阻 對(duì)流熱阻 表面熱阻 空間熱阻 36. 二氧化碳和水蒸汽在光帶內(nèi)都能夠( ) 吸收輻

12、射 反射輻射 重輻射 不能輻射 37. 按傳熱系數(shù)的符號(hào)單位,從以下列舉中選擇( ) 38. 管殼式換熱器歸類于( ) 間壁式 回?zé)崾?混合式 再生式 39. 在一般換熱器設(shè)計(jì)中,考慮表面污染情況用( ) 利用系數(shù) 污垢系數(shù) 傳熱系數(shù) 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 40. 表示 A 組分質(zhì)量濃度的符號(hào)是( ) C A A C B B 三、名詞解釋(每小題 2 分,共 4 分) 41. 溫度場(chǎng) 42. 吸收率 四、簡(jiǎn)答題(每小題 3 分,共 9 分) 43 . 簡(jiǎn)述物性參數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)和粘度對(duì)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響。 44. 蒸汽凝結(jié)換熱中有不凝結(jié)氣體存在時(shí),對(duì)凝結(jié)換熱有什么影響? 45. 角系數(shù)有哪些特性? 五、計(jì)算

13、題(每小題 5 分,共 15 分) 46. 平壁,厚度 = 80mm ,兩表面溫度分別維持在 20 ( )和 0 ,平壁的高溫面受到流體的加熱,流體溫度 t f = 100 , 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) W/ ( m 2 k )。當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí),試確定平壁材料的導(dǎo)熱系數(shù)。 47. 壓縮空氣在中間冷卻器的管外橫掠流過, a 0 =90W/(m 2 k) ,冷卻水在管內(nèi)流過 a 1 =6000W/(m 2 k) 。冷卻管是外徑為 16mm ,厚 1.5mm 的黃銅管。求: 1 )此時(shí)的傳熱系數(shù); 2 )若管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍,傳熱系數(shù)有何變化; 3 )若管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)增加一倍,傳熱系數(shù)又作何變化。 48.

14、 一順流換熱器,其冷流體進(jìn)出口溫度分別為 10 和 30 ,熱流體進(jìn)出口溫度分別為 80 和 50 ,試比較對(duì)數(shù)平均溫差和算術(shù)平均溫差,并說明能否用算術(shù)平均溫差代替對(duì)數(shù)平均溫差? 六、綜合計(jì)算(每小題 8 分,共 32 分) 49. 一平壁水泥泡沫磚構(gòu)成,厚度為 50cm ,導(dǎo)熱系數(shù) ,高溫面維持 200 、低溫面為 50 。試求: ( 1 )通過平壁的熱流密度; ( 2 )維持熱流密度不變時(shí),計(jì)算在墻壁內(nèi)溫度為 70 處,距離溫墻面的厚度為多少? 50.30 的大銅板,被置于 400 的爐中加熱 10 分鐘后,測(cè)得銅板溫度上升到 150 。已知銅板兩側(cè)與周圍環(huán)境間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為 125W/

15、 ( m 2 k ),銅板的 = 8440kg /m 3 , C P =377J/ ( kg k ) , 。試估算銅板的厚度是多少? 51. 水以 1.5m /s 的速度流過內(nèi)徑為 25mm 的加熱管。管的內(nèi)壁溫度保持 100 ,水的進(jìn)口溫度為 15 。若要使水的出口溫度達(dá)到 85 ,求單位管長(zhǎng)換熱量。(不考慮修正) 提示: 已知: 50 的水 52. 抽真空的保冷瓶膽是雙壁鍍銀的夾層結(jié)構(gòu),外壁內(nèi)表面溫度為 30 ,內(nèi)壁外表面溫度為 0 ,鍍銀壁黑度為 0.03 。計(jì)算由于輻射換熱單位面積人散熱量。 傳熱學(xué)(四)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 一、填空題:每小題 1 分,共 15 分。 1.W/ ( m 2

16、k ) 2.t=f(x,y) 3. 較小 4. 付立葉準(zhǔn)則 5.0 6. 差商 7. 邊界層(流動(dòng)邊界層或速度邊界層) 8. 相似 9. 越大 10. 膜狀凝結(jié) 11. 大容器沸騰 12. 可見光 13. 黑度 14. 表面熱阻 15. 套管式換熱器 二、單項(xiàng)選擇題:每小題 1 分,共 25 分。 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 三、名詞解釋(每小題 2 分,共 4 分) 41. 溫度場(chǎng)是指某一瞬間物體中各點(diǎn)溫度分布的總稱。 4

17、2. 外界投射到某物體表面上的輻射能,被該物體吸收的百分?jǐn)?shù)。 四、簡(jiǎn)答題(每小題 3 分,共 9 分) 43. ( 1 )導(dǎo)熱系數(shù)大,則流體內(nèi)部、流體與壁面間的導(dǎo)熱熱阻小,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就大。 ( 2 )粘度大,流速就低,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)就小。 44. 形成氣體熱阻,使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大大減少。 45. ( 1 )角系數(shù)的相對(duì)性 ( 2 分) ( 2 )角系數(shù)的完整性 ( 1 分) ( 3 )角系數(shù)的可加性 ( 1 分) 五、計(jì)算題(每小題 5 分,共 15 分) 46. 由 ( 3 分) 得 ( 2 分) 47.1 )對(duì)于管外表面積的傳熱系數(shù)為 ( 2 分) 2 )略計(jì)算壁熱阻,傳熱系數(shù)為 傳熱系數(shù)增

18、加了 96% 3 ) 傳熱系數(shù)增加還不到 1% 抓住分熱阻最大的那個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化,才能收到顯著效果。 48. 對(duì)數(shù) 算術(shù) ( 1 分) 差別 ( 1 分) 六、綜合計(jì)算(每小巧玲瓏題 8 分,共 32 分) 49. ( 2 分) ( 2 分) 由 ( 1 分) 有 ( 2 分) 50. 設(shè) ,采用集總數(shù)法 校核假設(shè) 假設(shè)正確( 2 分) 51. 定性溫度 流動(dòng)為紊流 ( 2 分) 52. (2 分 ) 傳熱學(xué)(五)一填空題(共20分,每題2分)1導(dǎo)熱系數(shù)是由式定義的,式中符號(hào)q表示沿n方向的 ,是 。2可以采用集總參數(shù)法的物體,其內(nèi)部的溫度變化與坐標(biāo) 。3溫度邊界層越_,則對(duì)流換熱系數(shù)越小,為

19、了強(qiáng)化傳熱,應(yīng)使溫度邊界層越_越好。4凝結(jié)換熱的兩種形式是 和 。5保溫材料是指 的材料。6Pr (普朗特?cái)?shù))即 ,它表征了 的相對(duì)大小。7熱輻射是依靠 傳遞能量的,它可以在 進(jìn)行。8同一溫度下黑體的輻射能力 、吸收能力 。9熱水瓶的雙層玻璃中抽真空是為了 。10. 換熱器傳熱計(jì)算的兩種方法是 。評(píng)分閱卷人二單項(xiàng)選擇題(共20分,每題2分)1. 熱量傳遞的三種基本方式是 ( )A. 熱對(duì)流、導(dǎo)熱、輻射 B. 復(fù)合換熱、熱輻射、導(dǎo)熱C. 對(duì)流換熱、導(dǎo)熱、傳熱過程 D. 復(fù)合換熱、熱輻射、傳熱過程2. 無量綱組合用于對(duì)流換熱時(shí)稱為 ( )準(zhǔn)則。A. Re (雷諾) B. Pr (普朗特)C. Nu

20、 (努謝爾特) D. Gr(格拉曉夫)3. 對(duì)流換熱以 ( )作為基本計(jì)算式。A. 傅立葉定律 B. 牛頓冷卻公式C. 普朗克定律 D. 熱路歐姆定律4. 下述幾種方法中,強(qiáng)化傳熱的方法是 ( ) 。A. 夾層抽真空 B. 增大當(dāng)量直徑C. 增大流速 D. 加遮熱板5. 當(dāng)采用加肋片的方法增強(qiáng)傳熱時(shí),將肋片加在 ( ) 會(huì)最有效。A. 換熱系數(shù)較大一側(cè) B. 換熱系數(shù)較小一側(cè)C. 隨便哪一側(cè) D. 兩側(cè)同樣都加6. 下列各參數(shù)中,屬于物性參數(shù)的是 ( )A. 換熱系數(shù) B. 傳熱系數(shù) C. 吸收率 D. 導(dǎo)溫系數(shù)7. 某熱力管道采用兩種導(dǎo)熱系數(shù)不同的保溫材料進(jìn)行保溫,為了達(dá)到較好的保溫效果,應(yīng)

21、將( )材料放在內(nèi)層。A. 導(dǎo)熱系數(shù)較大的材料 B. 導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料C. 任選一種均可 D. 不能確定8. 物體能夠發(fā)射熱輻射的基本條件是 ( )A. 溫度大于0KB. 具有傳播介質(zhì)C. 具有較高溫度 D. 表面較黑9. 下述哪種氣體可以看作熱輻射透明體 (=1的氣體) ? ( )A. 二氧化碳 B. 空氣 C. 水蒸汽 D. 二氧化硫氣體10灰體的吸收比與投射輻射的波長(zhǎng)分布( )A.無關(guān) B.有關(guān) C.具有選擇性 D.具有一定函數(shù)關(guān)系得分三簡(jiǎn)答題(共28分)1試比較準(zhǔn)則數(shù)Nu和Bi的異同。(6分)得分2應(yīng)用準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式求管內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)時(shí),定性溫度如何確定?確定定性溫度有何用處?(6分)得

22、分3用熱電偶測(cè)量爐膛出口的煙氣溫度,有哪些因素會(huì)引起誤差?對(duì)此可采取哪些措施? (8分)得分4有一鋼管換熱器,熱水在管內(nèi)流動(dòng),空氣在管間作多次折流,橫向沖刷管束以冷卻管內(nèi)熱水。擬改造采用管外加肋片并換鋼管為銅管來增加冷卻效果,試從傳熱角度來評(píng)價(jià)這個(gè)方案。(8分)評(píng)分閱卷人四計(jì)算題(共32分)得分1一溫度為20的園鋼,長(zhǎng)0.3m,直徑為0.06m,熱導(dǎo)率為35 W/(mK),密度為7800 kg/m3,比熱容為460J/(kgK),通過長(zhǎng)6m、溫度為1250的加熱爐時(shí)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為100 W/(m2K)。如欲將園鋼加熱到850,試求園鋼通過加熱爐的速度。(共8分)得分2 用實(shí)驗(yàn)測(cè)定一薄壁管的流體

23、平均對(duì)流換熱系數(shù)。蒸汽在管外凝結(jié)并維持管內(nèi)壁溫度為100。水在管內(nèi)流動(dòng),流量為G=0.5kg/s,水溫從15升到45。管的內(nèi)徑d=50mm,長(zhǎng)L=4.5m。試求管內(nèi)流體與壁面間的平均換熱系數(shù)。(已知水在30時(shí)cp=4174J/(kgK)(6分)得分3如圖所示的一矩形受熱面接受一加熱器的輻射加熱。該矩形表面長(zhǎng)3m,寬1m,溫度T2=600K,。加熱器溫度T1=1000K,。兩表面互相平行,相距為1m。加熱系統(tǒng)置于一大房間之中,房間壁溫為300K。試求受熱面接受的輻射換熱量。(假設(shè)加熱器表面及受熱面均是漫射的灰體表面,X1,2=X2,1=0.32)(8分)得分4在一逆流式水-水換熱器中,管內(nèi)為熱水,進(jìn)口溫度=100,出口溫度=80;管外流過冷水,進(jìn)口溫度=20,出口溫度=70。總換熱量=350kW,共有53根內(nèi)徑為16mm、壁厚為1mm的管子,管壁導(dǎo)熱系數(shù)=40W/(mK),管外流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h0=1500 W/(m2K),管內(nèi)流體為一個(gè)流程。假設(shè)管子內(nèi)、外表面都是潔凈的,試確定所需的管子長(zhǎng)度。(10分)準(zhǔn)則方程:水的物性簡(jiǎn)表:204.183998.259.910041.0067.02454.174990.164.15601.40.6083.93704.187977.766.8406.10.4152.55804.195971.867.4355.

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