[发明专利]基于应变的高速气流摩阻系数计算方法

权利要求书

1.基于应变的高速气流摩阻系数计算方法，其特征在于包括以下步骤：

1)试验管轴向应变测试

在试验管外壁粘帖轴向应变片，通入高压气流后测试试验管的轴向应变变形量ε，并同时记录此时的气流的密度ρ、压力P、流量Q以及试验管长度L、外径D、内径d、弹性模量E；

2)试验管轴向变形量计算

据Lame公式计算获得因管柱内外压力泊松效应而产生的附加轴向应力σ_zp，据管柱内横截面变化产生的附加轴向应力为σ_zA，则附加轴向应力σ_zs为：

σ_zs＝σ_zp+σ_zA (1)

计算获得附加轴向应变ε_zs为：

ε_zs＝σ_zs/E (2)

进一步计算获得摩阻力产生的应变ε_zf为：

ε_zf＝ε-ε_zs (3)

3)高速气流摩阻力计算

通过应变变形，计算高速气流对管柱产生的摩阻应力σ_f，即摩阻压降ΔP_f：

σ_f＝ε_zf·E (4)

4)摩阻系数计算

已知摩阻压降ΔP_f是摩阻系数λ、流量Q、气体密度ρ、试验管内径d和长度L的函数，即

现已知ΔP_f、Q、ρ、d、L等数值，则计算获得摩阻系数λ为：

2.根据权利要求1所述的基于应变的高速气流摩阻系数计算方法，其特征在于：所述轴向应变片采用电阻式应变片。

3.根据权利要求1所述的基于应变的高速气流摩阻系数计算方法，其特征在于：所述试验管上安装有压力表，通过压力表测量通入高压气流后测试试验管中的压力P。

4.根据权利要求1所述的基于应变的高速气流摩阻系数计算方法，其特征在于：所述试验管上安装有气体流量计，通过气体流量计测量通入高压气流后测试试验管中的气体流量Q。

5.根据权利要求1所述的基于应变的高速气流摩阻系数计算方法，其特征在于：根据测得的压力P，气体摩尔质量和温度，计算得到气流的密度ρ。

6.根据权利要求1所述的基于应变的高速气流摩阻系数计算方法，其特征在于：所述轴向应变片为单轴应变片。