ABSORCION TORRES EMPACADAS.pdf - $#$ $ $ $ $%$ $ $#$ $ $ $%$%$ 0

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( 4 7 5 $ " * 8 6/ (' &' )/ 7) # 0 9 (7 ! # " 0 7 << = 7 : ; $ 7 ! ! " $ # ! ! % & ' & & ( ( ) Tabla de Contenido % * + % * % % & , - * . /////////////// . //////////////////////// 0 //////////////////////// 0 //////////////////////// 0 /////////////////////////// ( /////////////// ( //////////////////////// ////////////// //////////////////////// & ///////////// . ///////////////// ( ! 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" # 5 3 ; 3 - 1 )< - ) $ 9 % 9 3 6 9 4 xvi ! " # $ " %& ' ( !)*+ # * , - " %& . " - ( !! + ) ,/ 0 $ ( !!#+ (! + " %& ! % /1 2% 3 4 ) / #) & # ** 4 5 * 6 -2 % 6 77 - * 6 3 5 6 77 * -# 6 % 89 3 *# 6 6 5 6 % ' % 6 -* 5 6 3 -- ** 89 9 % ' : - Lista de Figuras *- % *) % * % *! * ) *2 ; 89 )2 ) *6 3 % ' ) * 2 ) * , <= 3 )# * ? , <= > / ( 22 + * )* , 7 5 )! * #, 7 5 2 * *, 7 5 7 5 3 * -, 3 * )@ 3 4 xviii ! # % ) " $ & ' % * & ' % & & ' ) & ) # % $, & ' ( % & )" $, $ . $ )+ - )* $ ) " , ) .# " $ "! "* / 0 , ") 2 $ 0 "+ 3 4 5 12 / $ $ + 12 $ " "" * # * " ( # + ! " , 6 / + 3 4 +! ' + !( , ! "! / "* 7 !+ & !! Lista de Tablas " 7 , !* " ( 0 " 8 9: $ !* 83 9 : ! xx ! " # " $ % " " " & ! # " " % % $ & ' ! " " " ' ! ( ) % # " " # * " # ! _HydrauliPack " Introducción % _HydrauliPack + , - $ , ! " . & " ! /4453 % " / 3 % ! # % " /0123 056 " % " xxii ah aP AS c C1 , C2 , C3 ! "# $% ! "% !' ( " )$% & * Ca C Fl CH C Lo Co CP CS d DC d eq ! "# $% & * + + , !+ & !+ +% - !+ & +% . & +% !+ !+ +% +% / ' ' ! % ! % ' dh ' dP Fr FP FPd FV g G Ga gc ' ! % 0 & , ( / ( 2 + / ! % !+ 5 &% +% !+ - 6- ! % / / , 10 !4- # !) +% ( " 3 ) !4-)#" 1)#" 1) % % * 6 7$" )89 * 6- Nomenclatura Gf h 2 hd : hL hLo ho hs K L Lf Mo n N : - ; : < 2 & : & - : : / 2 & , !4- # & " % : = ( . , & , 2 Oh 1* 2 , > - 2 Re S SB St u ueq V VF VP W X Y z Z α χ ∆P ∆Pd 2 , ? : 7 2 & - ! % / , @ 2 @ * 4 ! #% A ! #% $ @ @ ! % $ ! % @ / + > @ + + 2 & & 2 & ! $% B 1: ! % & ? 2 2 4 !2 7 1= - - % !2 % xxiv Nomenclatura ε φ µ ν π θ ρ σ σ Ψ Ψi ζ ζ LGG A eq Fl G i irr L Lo MOC W GDPC MOC MWR 2 ( @ @ & !2 2% " ! # *% C $ )9)3D"E39 !4- # $% ! # 7 # % , + ' ; / / / A 2 !6 / ! - & % 2 & : & 5 F * ?& 2 @ @ B A A & : - @ 2 2 A & & xxv 1: % Nomenclatura xxvi ! " # & ' & & $ %% ( ! & ) " * * * ' ! ! ' # * # " * , # + - & ) 1 % Sin embargo, en aquellos casos en los cuales la diferencia entre las fuerzas impulsoras a contracorriente y en paralelo no es significativa, se prefiere operar de esta última forma (Beg et al, 1996). Otra alternativa es llevar a cabo la operación con el flujo del gas transversal al del líquido descendente (Strigle, 1994). Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas !" ! # . + / " # " $% 0& & 12 " , 3 2 4 " 5 Héctor Jr De la Hoz Siegler ' ! () ! ! ! , + 6 # %% 1 • • • • • • * ! ' ! / # 7 8 ) , ) + 8 ' " *& , 0! %99:5 . • • • • • • & 07 * ' 3 4 = / ;<<% 51 " + 3 Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas " # 0 5 " & , ) > ) # , " 0 " 5 + '' 07 • • • • ;<<% 51 ! %? " ! ' " " ) , + " + - , 1 - " 4 Héctor Jr De la Hoz Siegler " + + , " " '+ & + " + " # " # + 1 " # " ) + # " ) # " ) . + " 07 ', ;<<% 5 & # " $ & ) # # " 1 1 • • • • $ = / / 0 + 5 0 " " 5 5 Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas '- *& & " %99:>4 0! ) %[email protected] # . + '. / 0 *& 1 *& + ! # # 3 " / # ! - + # # + ) " - 2( # , + + + " + & 6 " ) Héctor Jr De la Hoz Siegler + $ # 0 A< + " %<<< ; 8 B5 * +' & . + ) # + " + # " + ' " " + 4 # A< " C< , ) " # . 0 5 " # - 6 %; ; # 0D %99;5 & 2 Los datos de la gráfica son tomados de la recopilación realizada por el autor (apéndice A), y la forma de presentación es tomada de Kister (1992) 7 Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas 380 1ra Generación 2da Generación 330 ; B 8 5 3ra Generación 280 ra 0 3 Generación # 230 da 2 ! 180 Generación 130 ra E 1 Generación 80 30 10 30 $% = 50 6 ' # & 70 90 0D 3 110 %99;> 5 1 / 0 F 5 0 " 5 ) 0 = G / * 5 / 1 ) ! - " " ! + ) , 1 " # $ / " + # %; + 8 Héctor Jr De la Hoz Siegler # # & + . " = ) ) + " " + 0! " 6 %[email protected] ' 45 / 6 / , 0,#5 , 0,,5 / / + $= 0/,H /5 , (' , (' J 7 0, J D 06 J G 0# $ + J 0# J $ 0, J $ + ' / 4 0 ;<<< 5 02 45 7 8 I< C< @< %<< %%< %<< %%< %%< %:< %:A %@< ;<A ;%< 0,H /5 0/,H /5 0%<? 5 0,, 3 5 0B<? 5 0,, 3 5 ,,K 5 ,H * 65 #/$6#5 #$6#5 ,6& 5 0;A? H 5 0#$6# 3 5 0 % A< % <; % << % C: % C: % %C % [email protected] % ;: % [email protected] % @I % 9B ; :A ; ;< 1 > + " . + ") - # ) + " / + 9 Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas + + " # # + " " , + " " " ! " - + ! " , L ) A< 3 G C< " " ! ! + " @< - M + " " . " " 3 J "/ I< " " ) + ++ 6 & %B + + 6 * 0 10 %; & 5 Héctor Jr De la Hoz Siegler 600 Area Superficial Especifica 500 Estructurados 400 300 Aleatorios 3ra Generación 200 100 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Factor de Empaque $% + & 3 0D / %99;> 5 # + ! + 0D %99;5 / # " B< 0< ;A: 0B 5 & 5 ;< 0< C9BCA 5 B %< + ; 0D %99;5 " 0 5 & 0D • # %99;51 > " 11 ) Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas • • • * 3 4 • = • • • & 4 ' B : " " " • • 6 6 • / • • ' • • • ' , 4 " " + " - +, * ) , ! " " = " " + 1 , # & 0 ε N < :A5 1 3 VP N (d p ) π / 6 1− ε = = V V 3 # %% Por ejemplo los anillos Raschig y los anillos Pall del mismo tamaño tienen igual área superficial por unidad de volumen, pero los anillos Pall tienen una distribución de área superior y por consiguiente son más eficientes. 4 En empaques al azar se busca reducir la posibilidad de anidamiento e interbloqueo de las piezas. 12 Héctor Jr De la Hoz Siegler N V ) # " " 1 2 AS N (d p ) π aP = = V V dP & # %; # %B # %: 1 dP = 6(1 − ε ) aP dP " . + + + + 0 " ;<<B51 6(1 − ε ) φ= πN = 2/3 πN aP / # + " d eq 04 %99A5 , 2π VF NZ (d eq ) 4 ε= = V V N ) # 1 # %A # %I 1 aP = AS NZd eqπ = V V ! 1 d eq = 4ε aP 13 # %C Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas d eq dP " d eq # dP d eq = 1 2 ε dP 3 1− ε ;8B 0! " 14 # 6 %[email protected] %@ ! " ! ! # $ ! ∆Pd % & ! ' ( u= K∆Pd Z u ) *+ K ! ' $ , ! ! # ) $ , ! ! ! - ( ∆Pd = 32 µZu gcd 2 ) ** Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas ! uε u eq & ! ! .) + /0 .1 & ! +2*/0( ∆Pd K ′µ u eq Kµ u a P2 = = Z g c d eq2 g cε 3 " ." +2340 ! ) *3 ! ! & ! . Re 5 *0 Re = % $ , $ +4 * - , ( uρ µ aP ) *6 ! ! 7 7+ +7777 , & ∆Pd g c ε 3 uρ =5 2 µ aP Zρ u a P .9 $ −1 & uρ + 0 .4 µ aP ! ( −0.1 ) *8 +2:+0 & ! ; 73 ) +2:+0( + ! 72 ! < .9 ∆Pd ζρ u 2 = Z 2d ) *: u eq = u ε % .) + /0 & ! ; = - ( ∆Pd ζρ u 2 a P = Z 8ε 3 1 Una fracción vacía de este orden supone la presencia de partículas esféricas de diferente tamaño en el lecho. 16 ) */ Héctor Jr De la Hoz Siegler ) .+28*0 ! ! ! & " >1 * 30 ; = ζ E2 & ! ! 2 $ , µu 1 − ε ρu 2 + ζ E2 ε3 ε 3 dP . +2440 ) *4 ! ! & ! ) *2 ( ζ0 = C1 C + 12/ 2 + C 3 Re Re C3 ) * +7 $ ( Re = ? $ ! , & ud P ρ ) * ++ µ ( ζ 0 ∝ Re c @+ & ) * +* 7 ( c= ! ! A ! ( ∆Pd 3 1 − ε ρ G u G2 = ζ 0 4.65 Z 4 ε dP ζ0 ( ) " C1 C 2 - ! .) + 40 ∆Pd 1− ε = ζ E1 Z dP ζ E1 .) 1 ζ0 − C1 C2 − Re 2 Re1/ 2 & ) * +3 ! ! 17 Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas ! ! ! ! & ! ."B' 0 > ) ! 1 .1 +227C 1 +22*0 ! ! ! .B ! , "# .% * +0( "$# %#"#%& " &!%# %# # '" !( 1 +227C B +22/0 . 0 % . C ! ! %0 - ! % B . B B A +2240 ** ! ! & 18 Héctor Jr De la Hoz Siegler , # ! ! . ! "# ! !( % >; % D>;D0 ' "#%!( # & "" '#%# # . +2240 , " . & C ! ;>" ;D>"D0 # ! ! & , ) ! ! & ! ! . % .1 ! ">"D +227C 1 ! . 19 0 +22*0 ' >' D0 & ! Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas # # " !( ) ) ! . 0 ! E ! " ! & ! . B +2240( ∆P ∆Pd 1 = Z Z (1 − C H hL )5 ) * +6 CH ) $ ∆P Z % ) */ ( ρ G u G2 a P ∆P 1 1 = ζo 3 Z 4 2ε (1 − C H hL )5 ) ; >, >B & ! ! .B .B +2220 $ & 1 1 − Co FrL0.05 S 5 ) * +: ! , ( Re G = ) ! +2270( ρG uG2 ,eq 92.7 ∆P = 0.171 + ReG B ) * +8 uG ,eq SuG ,eq ρ G ) * +/ µG FrL & uG ,eq = FrL = 20 uG ε sin θ uL Sg ( ) * +4 ) * +2 Héctor Jr De la Hoz Siegler S ! ; .; θ ! * 30 .B "# ) * &" # & '!%# +2280 '#+ &" %& "# ! 3 ∆P ∆Pd ζ L ε = Z Z ζ o ε − hL & " ! ) * *7 hL ! ! ! . B ! ! 1− ε ! - ! ! * +8 ! +2240 ! ) * *7 ; & ! ( 64 1 .8 + 0.08 Re Re G ζ o = CP ζ L = Wζ o $ ε − hL ε , ) * *+ 1.5 ) * ** ( Re G = uG d p ρ G (1 − ε )µ G 21 1+ 4 a P DC ) * *3 Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas CP W ( 13 0.3 u W = 1 + 1 .2 G uG , Fl $ , exp ) * *6 ( Re L = E Re L 200 uL ρ L aP µ L ) * *8 - ' $ ! ε ε irr ) $ ! *2 . & ! ε irr = ε 1 − dP hL d Pirr ( d Pirr = d P ! .) * ++0 ! ! ) * *: ε 1− ε 1− " 0 1 hL 3 ε ) * */ 1− ε $ , .) * +*0 ( ζ 0 irr Re irr = ζ0 Re c = d pirr c ) * *4 dP ( ζ 0 irr = ζ 0 1− ε 1− 1− ε 22 hL ε c 3 ) * *2 Héctor Jr De la Hoz Siegler ) & .) * 20( ! ! 1 − ε irr ρ G u G2 ∆P 3 = ζ 0irr 4.65 4 Z d Pirr ε irr % ) * 37 ! ! ( ∆P = ∆Pd 1− ε 1− 1− ε (2+c ) hL 3 ε 1− ) * 37 uG % uG ! F . " +26/ C F − 4.65 ) * 3+ ε uGirr u Girr " hL - $ ( uL ε u G hL = 1+ ) * 3* ! +26/0 ! & +2::C . ! +2/70 ) = +2860 G . B * /0 ) = ! ! .) = & ) = ! +2:+C ) = ! +2:3C ) = ! +2/8 ! .B * 60 ) ! " L ρG χ= G ρL ! F = 0.5 u ρL = L uG ρ G H - .! ( +2:20 " ( >E ) * 33 >E I ! 23 ! .F-' "0 0.5 = F-' " - Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas ∆P = ∆P Y (14 χ + 6 ) 1 − Y (35 χ + 3) ) * 36 Y J ) = .) = +2:30 Y= G 2 FP Ψµ 0.2 ρG ρL gc Ψ H ) * 38 - I ) * 36 & % ) = * .+2/80 ( log(Y ) = a 0 log 3 (χ ') + a1 log 2 (χ ') + a 2 log(χ ') + a 3 ! "# , - &! # $ " !( #* 2 ) * 3: ' " %. "&/ 0123 Desarrollo propuesto por el autor de este Proyecto. Para cada una de las curvas de la gráfica de Eckert se procedió a medir la ordenada, en mm, para diferentes valores de la abscisa. Estos valores fueron convertidos a la escala correspondiente de la ordenada. Las constantes del polinomio se ajustan para reducir el error entre los valores medidos y los que se predicen. 24 Héctor Jr De la Hoz Siegler aj ! ! a j = k 0j (∆P ) 3 + k1j (∆P ) 2 + k 2j (∆P ) + k 3j + χ' χ ! ( k 4j k 5j + ( ∆P ) 2 ( ∆P ) ) * 3/ ( 0.5 ρG L χ'= G ρ L − ρG kij ) * 34 * + ∆P A & J 4#5 # &# & # 7 ' #" + # % )1 * 3 =7 >6 /**6)>7* >+ *724)>7+ * 32*:)>7+ 2 +::3)>7+ =+ + 7674)>7+ + 4:6+)>7+ >2 +47+)>7+ >* 2343 =* >2 /88:)>7* >+ 7++7)>7+ 2 8/6*)>7+ 3 +**: =3 >* 64*/)>7* >3 28/+)>7+ >+ 333/ >* 26:+ =6 >+ 3:47)>76 >8 :43:)>76 >+ 6364)>73 >* 3*+/)>73 =8 8 6/:8)>76 + 32/7)>7* : 7+66)>7* 6 247/)>7* ! & ! 7 78 + 8 . +2260 ) = χ' ! ) = ( 7 7+ 4 7 1 F .1 F +22+0 ! ! 1 .1 +22*0 25 ! Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas ! "# 2 ! "# 7 * "" #%!( "# !6# # %# # ' "8 ! & "9* ! / 00 3 '#"# 26 '" !( ' " &"! '#+ / 00,3 &" %& "# Héctor Jr De la Hoz Siegler CS ) ( C S = uG uG 2 ) * 32 ρ L − ρG J ν " , 1 ρG ! ., ! , +22*0 .+2860 ! ( ! 2.7 x10 −5 L f ∆Pd = 7.4 x10−8 G 2f 10 ! ( ∆PL = 0.4 % ! ( Lf 20000 0.1 [7.4 x10 −8 G 2f 10 2.7 x10 − 5 L f 4 ) * 6+ ∆PT = ∆Pd + ∆PL Gf y Lf L f = L 62.4 ) * 6* 3 $ G f = 986u G ρ G0.5 - ) * 67 ρL FPd FPd ( 0.5 ) * 63 20 0.5 20 µ L0.1 ) * 66 Gf ! G f = 986u G ρ G0.5 FPd 3 0.5 20 10 0.3 ρ G ( ) * 68 Las Ecs. 2.43 a 2.46 son tomadas textuamente del artículo original de Robbins y verificadas con las que recoge Fair et al, en Perry’s Chemical Engineers’ Handbook 7th Edition, Section 14 (Ecs. 14-155 a 14-159). Por otra parte, la estrecha correspondencia entre los valores de la caída de presión calculados con Hysys® y con un_HydrauliPack sugiere que en el simulador comercial se utiliza el mismo juego de ecuaciones. 27 Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas +8 L f L f = L 62.4 ρL ( 20 )& 0.5 FPd µ L0.1 ) * 6: ∆P & J " ! - " .% 9 9 >' % 0 $ ! /7 # ! " , * 33 & . Re G Ga G χ0 ) & * ++ * *8 χ $ ! ( Ga G = St L = SB = gρ G2 a P3 µ G2 gρ L2 d P3 Ga L = ) *77+ 0 ! +* Re L Ga L St L S B .- µ L2 µ L u L a P2 ρL g aP d h 4d h + 1 − ε DC (1 − ε ) ) * 6/ ) * 64 ) * 62 ) * 87 ( ∆P d h Z ρ G u G2 ) * 8+ 6(1 − ε ) 16ε 3 dh = a Pφ 9π (1 − ε )2 ) * 8* ζ LGG = dh 1 >1 28 Héctor Jr De la Hoz Siegler ) $ ! φ & ) +6 Qi " Ui = ! ( Qi − Qi , Min ) * 83 Qi , Max − Qi , Min Ui % ! ( Hj = J 1 ) * 86 J +1 ωU ) j =1 ij i 1 + exp(− $ ) ( S= ( S= ' ωij + * 3 6 8 : / 4 2 +7 ++ +* +3 1 + exp(− ) * 88 J +1 ωjH j) j =1 O − OMin OMax − OMin ) * 8: O ωj A 4#5 # j 1 ω1 j 8 64:*8 + 74+:3 >+ 844/3 * :67+3 +2 784/ +7 4*63 >+ 3*+4+ 7 3+222* +* 674* ** 8333 +7 2784 /* 2766 4:" ! ω2 j >+ 32683 7 +6428 3 /+8+: * 6+76+ >+38 *43 +*: 26* 6 *4*74 >7 :**3 >+7 /+:3 >/ 6*/* :7 : +68 68/ ** ) ' ω3 j +7 :67: >2 /3+/3 >+7 :/66 3 /3*6* +4 6:2+ >+7 /3/* >+* 62+ >3 3/3:3 >6/ 2/:4 >3+ 6+28 36 /36+ >+:8 6:/ A #" ω4 j >/ 878*/ 2 8+823 2 464*+ >6 34+4: *+7 :78 +38 76+ +7 74/2 + 88222 3/ :*88 ++ 3*2+ >+*4 +72 2* 322: 33 & '#"# %# # ω5 j 7 :2477/ / *64:/ +3 :87/ >4 63242 >83 34*3 >** 836/ +6 4:2 >+ 34233 ** 2462 >+7 4/26 7 2:3:3: 6 7:/:8 29 '" !( .- ω6 j >8 */778 ++ /463 +6 7:2/ 6: *84 >64 38:3 >86 3:8 +8 8824 + 3:3** >*6 6:6: 3* /474 >* /66*6 +67 4*8 ω7 j 6 :/+3: >+ :+266 3 *+:: >3 28:+2 >*4 8434 >*7 7*6+ * /88:+ + 23+82 >+2 4+// >3: 32/ +/ 3:*6 >+37 *83 *77+ 0 ω8 j ωj >/ 2726* 3 *8246 >6 737+4 /+ 26+ >++ 2624 >:+ 68:6 3 3/32+ >*6 *444 *6 +68 >7 4*:3*2 >+7* 2*+ 7 6/6:*2 >+* *4+/ 68 4823 8 74//+ >82 +*6/ >3 *7642 >+: :4/: *7 6662 >6 63886 * :84:/ >7 688733 >/+ /363 >7 64*823 37 66+/ Diseño de un Módulo para el Dimensionamiento Hidráulico de Torres Empacadas 4#5 # ) # $# ! 6 #"; &" 4 77)>7+ 6 +4)K 73 F F + *7)K 7+ + 6+)K 7: , * 77)>7* + +*)K 73 F + 27)K 7+ 8 37)K 7/ 6 67)>7/ / 68)>73 4 77)K 77 + 62)K 73 * 77)>7* 3 +8)K 7* * 86)K 77 + 7*)K 76 FF %$ ;<! 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  • Winter '16
  • Alejandro Parra
  • Punto, @, Volumen, Curva, Hoz Siegler, Héctor Jr De

What students are saying

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    As a current student on this bumpy collegiate pathway, I stumbled upon Course Hero, where I can find study resources for nearly all my courses, get online help from tutors 24/7, and even share my old projects, papers, and lecture notes with other students.

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    Kiran Temple University Fox School of Business ‘17, Course Hero Intern

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    I cannot even describe how much Course Hero helped me this summer. It’s truly become something I can always rely on and help me. In the end, I was not only able to survive summer classes, but I was able to thrive thanks to Course Hero.

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    Dana University of Pennsylvania ‘17, Course Hero Intern

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    The ability to access any university’s resources through Course Hero proved invaluable in my case. I was behind on Tulane coursework and actually used UCLA’s materials to help me move forward and get everything together on time.

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    Jill Tulane University ‘16, Course Hero Intern

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