Rotorblätter aus Goe222 Profil

 
Weedi
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Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 24.04.2018 - 21:59 Uhr  ·  #1
Moin liebe Gemeinde,
ich suche momentan nach Alternativen zu meinen Rohrflügeln. Nun möchte ich einen Dreiflügler aus Goe222 Profilen bauen mit einem Radius von 1,6- 2m. Die Drehzahl sollte bei 3m/s bei ca 90-100rpm liegen. Die Profile haben eine Breite von 15mm. Sind die für mein Vorhaben überhaut geigenet? Welchen Anstellwinkel bzw SLZ brauche ich? Der Anbieter hat dazu leider keine Angaben gemacht. Und wie viel von dem Radius sollte profiliert sein?
Hat jemad schon Erfahrungen mit so einem Profil gesammelt?

Das ist das Profil:
https://www.ebay.de/itm/Windra…x-_VNvHNIQ

Viele Dank
Matthis
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 25.04.2018 - 14:31 Uhr  ·  #2
Hallo Mathis,

aus den Angaben des Anbieters entnommen:

Beispiel Leistungsdaten
In der folgenden Grafik sind die Leistungsdaten eines 4m Rotors mit den Flügelprofil Goe222 zu sehen.
Durchmesser 4m, Anstellwinkel 10°, Schnellaufzahl 7, Normalwindrad (horizontale Rotationsachse)

Das passt doch ganz gut bei Deinem 2M-Radius-Rotor. Drehzahl wäre auch genau 100 Upm.
Die Breite der Flügel ist übrigens 150 mm.

Warum sollte das Profil nicht geeignet? Wenn diese Flügel in genau dieser Bauweise an der A40 Dortmund in Betrieb sind kann ich mir nicht vorstellen dass es bei deinem Vorhaben nicht klappen sollte.
Ich würde das Profil über die ganze Länge des Rotors nutzen, vor allem aus optischen Gründen.

Viel Glück mit dem Projekt.

strawberry
Weedi
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 25.04.2018 - 22:17 Uhr  ·  #3
Danke für die schnelle Antwort.

Max hatte noch zu bedenken gegeben das die Geräuschentwicklungen sehr stark sein könnten durch die gleichbleibende Profildicke.

Damit die Analge optimal läuft sollten die Flügel ja alle exakt den gleichen Anstellwinkel haben, oder?
Diesen verstellt man ja bei dem Goe222 Profil indem man das Rohr auf das das Profil geschraubt ist an der Nabe verdreht. Ich mache mir jetzt ein bisschen Sorgen wie ich den Anstellwinkel so genau einstellen kann.
Menelaos
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 26.04.2018 - 09:30 Uhr  ·  #4
Das mit dem Anstellwinkel ist so eine Sache. Es ist die Frage worauf sich die zehn Grad beziehen. Baut man einen Halbflügler ist der mittlere Anstellwinkel ein anderer als bei durchgehendem Profil da er im Außenbereich natürlich geringer ist. Man kann das ausrechnen, würde ich auch machen wenn du dich dazu entschließt. Allerdings sind diese Strangprofile nicht optimal für so hohe SLZ wie 7. Du kannst mal nach "Kukate" googeln. Ich habe irgendwo die entsprechende Software von H. Crome und kann dir somit auch Anlaufmomente etc. zum 222 Profil berechnen. Weitergeben kann ich das Toolaus Lizenzgründen allerdings nicht.

Du brauchst auf jeden Fall entsprechende Endkappen um die Profile abzuschließen. Frage mal an ob der Händler die auch hat.

Da es dir ja unter anderem um den Preis ging ( ich hatte ihm per PN meinen 4m GFK Rotor mit SLZ 6 für 350 Euro angeboten ) wird es zusammenmit der Schweißkonstruktion für die Rohre etc. auch nicht unbedingt günstiger werden. Vorteil ist aber natürlich dass du mit dem Anstellwinkel spielen und somit noch in bestimmtem Rahmen anpassen kannst wenn du die Nabe bzw. den Übergang zwischen Holmen und Nabeentsprechend verstellbar baust.

Hier im Forum gibt es bereits einige Beiträge zu Kukate Rotoren, auch im 4 Meter-Bereich.

Wenn du weiterhin den Nabenmotor verwenden willst musst du bei 4m Durchmesser auf jeden fall eine Übersetzung bauen. Ein Direktantrieb wird der kleine Nabenmotor nicht entsprechend belasten können.
Ich bot daher meinen letzten großen Scheibengenerator per PN an - muss aber nicht so ein Luxus sein - Übersetzung geht natürlich auch, ist aber deutlich mehr Aufwand.

VG
Max
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 26.04.2018 - 16:07 Uhr  ·  #5
Weedi
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 26.04.2018 - 23:04 Uhr  ·  #6
Der Rotordurchmesser plane ich jetzt lieber mit 3,2m. Bei einer SLZ von 6 (nehme etwas weniger (oder noch weniger?) da Max ja meinte das die Profile eher für kleinere SLZ ausgelegt sind) damit würde ich dann auf 107rpm kommen. Das Profil ist 1m lang.

Ich habe nochmal etwas gegoogelt und geschaut welche Teile man so für eine Nabe und die Flügelbefestigung verwenden kann. So wirklich zu frieden bin ich mit der Konstruktion aber nicht, bin jetzt erstmal auf keine andere Idee gekommen, mit dem was so im Internet auf die Schnelle verfügbar war. Besonders Sorgen macht mir das die Aluminumflachstähle auf der eigentlichen Nabe mit nur zwei M8 Schrauben befestigt sind und die auch noch sehr nahe bei einander liegen. Ich denke das sich das alles sehr schnell umbiegt.
Die Alu-Nabe hat einen Durchmesser von 200mm und ist 18mm dick. Der Flachstahl ist 60 breit, 10 dick und 200 lang. Die Rohrschellen haben ein M10 Gewinde. Das Rohr für die Flügel ist 1200mm lang und das Profil fängt nach 600mm an. Von den 1m Profil stecken 0,64m im Rohr, sollte doch reichen?

Hier ist die Nabe:
https://www.ebay.de/itm/NABE-f…Sw1ptaPVnU

Die Zeichung habe ich mit freecad gemacht. Das Profil ist erstmal nur ein Rechteck, reicht ja aber auch erstmal zur Veranschaulichung aus. Das Rohr wird natürlich noch in das Profil gesteckt.

Was sagt ihr so dazu? Kann man das so bauen, oder geht das garnicht?
Nehme gerne Verbesserungsvorschläge oder Alternativen an.

Ich hoffe die Bilder sind jetzt mit drann :D
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 27.04.2018 - 14:27 Uhr  ·  #7
Hmm

Die Rohrschellen müssen ja auch verschraubt werden.
Ich denke auch von hinten.
Da ist aber die Blattaufnahme im Weg !!
Also auch die innere Schelle ausserhalb der Blattaufnahme verschrauben !

Gruß Aloys.
Menelaos
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 27.04.2018 - 18:26 Uhr  ·  #8
dann gibt es aber ein unschönes Knickmoment an der Stelle wo der Flachstahl die Nabe " verlässt". Das wird federn, das ist aus statischer Sicher nicht so schlau
Weedi
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 27.04.2018 - 21:56 Uhr  ·  #9
Ja also die Bügeschelle guckt noch knapp hinten aus der Nabe raus, würde gerade so noch für eine Mutter reichn. Aber ich denke es ist besser sich eine Rohr Konstruktion zu schweißen (ähnlich wie bei der Kukate), in der die Flügel dann auch reinpassen. Ich denk nochmal weiter drüber nach.
ora
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 28.04.2018 - 12:53 Uhr  ·  #10
107 rpm bei 3.2m macht 18 m/s
DAs macht an der Spitze bei 150 mm eine Re-Zahl von 185000.
Und wenn wir das rechnen ergibt sich folgendes (vgl. Anhang).

Wie unschwer zu erkennen funktioniert Profil mit Hängen und Würgen ab Re=300000 - 400000.

Zumal das Profil nur zwischen ca=0,4 bis 1,0 gute Werte bringt- bei einer Kukate aber sich der Anstellwinkel systembedingt stank ändert entlang dem R-Blatt taugt da das Profil erst Recht nichts.

Die Diskussion gab es hier schon mal: Forum/cf3/topic.php?t=3626

Bezeichnend ist übrigens, dass es für das Profil keine einzige Messung gibt. Ein Schuft, der böses dabei denkt.


Eine Polare sollte ungefähr so aussehen, wie ich im 2. Bild angehängt habe.
Das ist exakt derselbe Maßstab und dieselbe Rechnung.
Das habe ich mal schnell aus der Hüfte geschossen. Kostet mich 20 Minuten.
Da ist vielleicht noch ein bisschen was drin- eine normale Profilentwicklung -
da braucht man schon mindestens 20 Stunden.
Der nutzbare Auftriebsbereich liegt bei 1,6 und nicht bei 0,6 wie oben.

ora

Weswegen Endkappen unbedingt?
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Information: Wenn's denn UNBEDINGT Kukate sein muss...:-(
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 28.04.2018 - 15:06 Uhr  ·  #11
Der Vollständigkeit halber das CK220.
Das ist bei 100000 KOMPLETT weg.
Die Profile sind alle gleich dick.: 19%/20%

ora
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CK220 mit gleichem Maßstab
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Weedi
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 28.04.2018 - 16:13 Uhr  ·  #12
Ehrlich gesagt verstehe ich das nicht. Habe mir die beiden verlinken Themen durchgelesen und auch mal bei Wikipedia geschaut(allerdings nicht sehr intensiv). Also ich weiß das die Re-zahl irgendwie im Zusammenhang stehte mit dem Auftriebswert, der Profildicke und dem Windwiderstand. Aber was genau man da jetzt wie berechnet ist mir nicht klar. Dazu fehlt mir denke ich noch viel an Grundwissen. Was man da jetzt als Laie so rausliest ist recht verwirrend: Mal hört sich das so an, als ob das Goe222 ein gutes und Anfängerfreundliches Profil ist und dann wieder so, als ob das garnicht laufen würde.
Was müsste ich denn ändern um auch eine bessere Re zahl zu kommen?

Aber ich finde es wahnsinn wieviel Unterstützung man bekommt. Denke das ist in vielen Firen nicht so.

Also nochmal danke an alle! :)

Zur Nabe: Bin gerade dabei mir eine komplett andere Konstruktion zu überlegen. Ist echt blöd wenn man nicht mehr in einem Betrieb arbeitet wo man ebend mal ne Fräse oder Drehbank benutzen kann.
ora
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 28.04.2018 - 16:36 Uhr  ·  #13
Re= V*l/nü
Also Geschwindigkeit (m/s) * l (Profiltiefe=Profilbreite=150mm) dividiert durch kinematische Viskosität.

Die "Dicke-Daumen-Regel" ist
Re= 70 * Geschwindigkeit (m/s) * Profiltiefe [mm]
Und da muss man kucken, ob die Polare des Profils (s. oben) glatt ist oder herumzackt.

Und die Anlage soll ja auch so ab 5m/s halbwegs Leistung bringen.
Und das nicht nur an der Spitze,
sondern auch weiter innen. Innen ist die Geschwindigkeit ja auch kleiner.

Das ist das Problem: Wenn das Profil damals für eine Großwindanlage entwickelt war, die 1 m Profiltiefe hatte,
dann ist bei der gleichen Geschwindigkeit die Re-Zahl fast 7X so hoch dann funktioniert das Göttingen
(Man sollte es aber trotzdem nicht nehmen- das ist 100 Jahre alt).

ora
Menelaos
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 28.04.2018 - 21:20 Uhr  ·  #14
schön erklärt!
Weedi
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 29.04.2018 - 11:13 Uhr  ·  #15
Also habe ich das richtig verstanden: Das Profil wurde "einfach vergrößert" aber mit der selben From für eine größere Anlagen benutz. Somit war das Profli sehr viel dicker und konnte auch bei langsameren Geschwindigkeiten genutzt werden? Und ich hätte jetzt also zwei Möglichkeiten die Re Zahl hoch zu bekommen: Entwender ich erhöhe die Geschwindigkeit oder ich benutze ein dickeres Profil?

Nun zu meinem Problem:
Ich habe eine Anlage aus Rohrflügeln gebaut und einen alten Nabenmotor sehr günstig bei Ebay geschossen. Das Problem war nur das hier keinerlei Datem über den Motor bekannt sind. Also der Besitzer meinte was von 1kW Nennen Leistung, aber das glaube ich noch nicht so wirklich wobei der Motor echt groß und schwer ist. Naja nun ging es daran um den Motor das Windrad zu bauen. Das schwerste war dabei das der Motor außen angetrieben werden muss und der Stator in der Mitte ist. Aber das habe ich mit zwei Holzplatten gelöst (siehe Bilder) der Abstand zwischen den Scheiben wird noch verringert, funktioniert aber sonst ganz gut. Ich habe dann mir ein Rotor mit 6 Flügeln gebaut von je 1,2m länge wegen des hohen Anlaufmoments von ca 0,56Nm. Nur ist die errechnete Drehzahlen laut RoWitool bei 3m/s bei 71 rpm. In der Praxis kommt das auch ungefähr hin denke ich (konnte nur die Drehzhal messen und nicht die Windgeschwindigkeit). Nur leider ist das, wie ich jetzt weiß, zu wenig. Gemessen nach dem Gleichrichter bekomme ich eine Spannung von 12,5 V so bei 90rpm.
Da die Gondel soweit erstmal fertig ist wollte ich sie nicht nochmal neu bauen und versuche grade irgendwie um den Neubau mit einem Getriebe herumzukommen. Aber ich brauche recht lange Flügel bei einem Dreiflügler für das hohe Anlaufmoment oder halt 6 Flügel, aber beides geht mit einer niedrigen Drehzahle einher.
Vielleicht habt ihr ja noch eine Idee oder alternativen zu den Goe222 Flügeln? Das mit der Drehzahl war auch ein Grund warum ich mich erstmal gegen Max Blätter entschieden habe. Und sie sind eigentlich auch zu groß und lang.
Die Nabe an der die Flügen befestigt waren ist aus Holz, das war aber ein Griff ins Klo. Due Nabe muss so oder so neu.

Hier ein paar Bilder zu meinem ersten Versuch. Der Standort ist natürlich bescheiden aber der wird noch geändert. Sie soll wenn sie einigermaßen funktioniert bei uns direkt an den Hafen.
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Rotorblätter aus Goe222 Profil
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FamZim
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 30.04.2018 - 11:07 Uhr  ·  #16
Hallo

Die Rehzahl läst sich nur durch eine höhere Geschwindigkeit oder ein tieferes Profiel erhöhen, nicht durch ein dickeres.
Bei Generatoren sollte zu der Leistungsangabe auch zwingent die Drehzahl angegeben werden!
Bei Deiner Motorbefestigung (Anortnung) nennt man das "Vorspannt" Montage.
Der G, ist vor der Befestigung, (Befestigung am Mast) angebracht.
So kann der Repeller eigentlich direkt an der Glocke des Generators befestigt werden.
Die Welle scheint aber zu dünn dafür.
Dann gibt es noch die Hinterspanntmontage.
Da sitzt der G dann anders herum, eben hinter der Befestigung.
Die Welle wirt dann an der anderen Seite zum Antrieb genutzt, geht also erst durch den G , und kann dann verlängert, und mit zusätzlichem Stützlager zum Repeller gehen.
Ein Strangpressprofil läst ja keine Verwindung zu, und hat daher von der Welle bis Außen die gleiche Einstellung.
Dadurch ergibt sich aber für jede unterschiedliche Geschwindigkeit am Blatte einen anderen "Anströmwinkel" der sich auch je nach Belastung ändert.
Das wirt eher beim Rohflügler berücksichtigt, durch den unterschiedlichen Rohranteil des Blattes.
Das kann sogar noch verbessert werden wenn die Hinterkante nicht grade, mit dem Rohr verläuft, sondern schon etwas schräge.
Dadurch kommt etwas mehr Verwindung in das Blatt !
Da im Längenverlauf jedes Blattes stark unterschiedliche Rezahlen herschen, muß das für den Anströmwinkel berücksichtigt werden, eben durch Verwindung.
Sonst läuft das Blatt mal nur innen, mal außen Optimal, aber nie überall gleichzeitig, was aber anzustreben wäre.
Der Repeller ist doch das wichtigste Bauteil, und fängt die Windleistung ein, alle anderen, wie Generator und Elektronik, sind schon Verbraucher davon.
Ein Strangprofil müsste geschlitzt werden um eine Verwindung zu zu lassen.
Der Schlitz muß dann wieder verschlossen werden, um das eindringen von Wasser und ein feifen zu verhindern.
Eine Endkappe benötigt jedes Blatt aus den gleichen gründen.

Gruß Aloys.
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 30.04.2018 - 21:46 Uhr  ·  #17
Also kurz gesagt ist es egal, wenn ein Profil, das 50 cm breit ist mit 10 m/s Wind an geströmt wird oder ein Profil, das 25 cm breit ist, mit 20 m/s Wind angeströmt wird. Da ist Geschwindigkeit mal Profiltiefe (das ist die breite des Profils nicht die Dicke) konstant, also 25 x 20 = 50 x 10
(im Ingenieurwesen nennt sich so eine Zahl "Ähnlichkeitskennzahl").
Somit ist die Aussage, dass ein Profil für eine Windenergieanlage entwickelt worden ist, eigentlich halber Kram, da man immer die Reynolds Zahl berücksichtigen muss.
Zusätzlich ist es Unsinn, da Profile bei einer Windenergieanlage im Blattwurzelbereich andere Anforderungen haben als im BlattSpitzenbereich.
Also macht es eigentlich keinen Sinn, über das ganze Rotorblatt dasselbe Profil zu verwenden.
Wenn man innen den Rotor weglässt geht es noch halbwegs.

Dabei ist es so, dass bei einer höheren Reynolds Zahl dickere Profile möglich sind. Während bei Groß Windanlagen an der Blattspitze etwa 18 % dicken Profile üblich sind, muss man bei kleinen Windanlagen dort auf etwa 9 % gehen. Verwendet man zu dicke Profile, so reißt die Strömung auf der Oberseite der Profile ab. Dies sieht man den obigen Diagrammen (sie heißen Polare), wenn die Linien anfangen, zu zacken oder so eine Delle bekommen, wie es beim Göttingen 222 bei re=150.000 und 100.000 der Fall ist.

Problem beim Göttingen 222 und beim CK220 ist die stark gewölbte Oberseite, wegen der die Strömung ablöst, wenn die Reynolds-Zahl zu klein ist. aus diesem Grunde muss man das Problem anders lösen und den Auftrieb durch die Unterseite erzeugen, indem man vor der Hinterkante ein so genanntes "Rearloading" einbaut. Eine gerader Unterseite ist zwar eigentlich besser, aber wenn die Oberseite ablöst, nutzt das alles nichts.
Außerdem gibt die komplett gerader Unterseite des CK220 ein Lärmproblem. das führt aber hier zu weit.

Rohrflügelprofile funktionieren bei kleinen Anlagen gut, da die Profile dünn sind. Damit kann man dann natürlich nur Maschinen bis maximal 3 m Durchmesser bauen, darüber kriegt man die Sache von der Stabilität nicht mehr in den Griff. Ein ähnliches Profil, das man dazu vor 100 Jahren vermessen hat, ist das Göttingen 417A. Damals hat man eben noch Flugzeuge gebaut, die mit Drähten verspannt waren.

ora
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Re: Rotorblätter aus Goe222 Profil

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Gepostet: 30.04.2018 - 21:53 Uhr  ·  #18
Zitat geschrieben von FamZim


Ein Strangprofil müsste geschlitzt werden um eine Verwindung zu zu lassen.
Der Schlitz muß dann wieder verschlossen werden, um das eindringen von Wasser und ein feifen zu verhindern.

Gruß Aloys.


Die Idee finde ich genial. Ist die von dir? Patent schon geschrieben?

Ora
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