[发明专利]高温下间接测量摩擦应力的方法

权利要求书

1.一种高温下间接测量摩擦应力的方法，其特征在于：

采用压差测量装置进行测量，所述压差测量装置包括测量头和压差传感器，所述测量头上设有测压直孔和测压斜孔，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端与待测件外表面的流场连通，所述压差传感器的两个测量部分别测量所述测压直孔和所述测压斜孔内的气压；

所述测量头嵌设于所述待测件，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端所在的端面与所述待测件的外表面齐平，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端的连线垂直于所述流场的来流方向，所述测压斜孔倾斜的迎向所述流场的来流方向；

测量包括如下步骤：

所述的压差测量装置所测压差与其所测压差处的摩擦应力的关系式为：

关系式中：ΔP为压差，A和B为待标定常数，τ_w为摩擦应力，ρ为气流密度，μ为动力粘度，h为特征高度，由所述压差测量装置的结构决定，d为所述测压斜孔的直径，θ为所述测压斜孔与流场的来流方向之间的夹角；

将所述压差测量装置装入标定装置中，在标定用流场的不同流速环境下，通过所述标定装置对所述关系式进行标定，得到至少两个A和B的关系式，解出A和B的数值；

将标定后的所述压差测量装置安装在待测件，测得压差ΔP；采用气流密度测量装置测量所述待测件表面的流场的气流密度ρ，采用动力粘度测量装置测量所述待测件表面的流场的动力粘度μ；

通过所述关系式：求解得到所述待测件表面的摩擦应力。

2.根据权利要求1所述的高温下间接测量摩擦应力的方法，其特征在于：所述压差测量装置的所述测量头采用耐高温的金属或合金制成。

3.根据权利要求1所述的高温下间接测量摩擦应力的方法，其特征在于：所述压差测量装置的所述测压斜孔与所述流场的来流方向夹角范围为25°～70°。

4.根据权利要求1所述的高温下间接测量摩擦应力的方法，其特征在于：所述压差测量装置的所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端之间的最小距离范围为0～20mm；所述测压直孔和所述测压斜孔为直径相等的圆孔，直径范围为0.1～2mm；所述测压直孔和所述测压斜孔的长度范围为10～20mm。

5.根据权利要求1所述的高温下间接测量摩擦应力的方法，其特征在于：所述压差测量装置还包括两个压力输出连接器，所述压差传感器的两个测量部分别通过所述压力输出连接器与所述测压直孔和所述测压斜孔连接。

6.根据权利要求5所述的高温下间接测量摩擦应力的方法，其特征在于：所述压差测量装置的所述测压直孔和所述测压斜孔的出气端与所述压力输出连接器之间设有压力连接通道；所述压力连接通道的输出端设有密封螺纹，所述压力输出连接器与所述压力连接通道螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的高温下间接测量摩擦应力的方法，其特征在于：所述压差测量装置的所述测量头为圆柱形金属件，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端分别设置在所述圆柱形金属件圆心的两侧；所述测量头上还设有法兰安装部，用于将所述测量头固定安装到所述待测件。

8.根据权利要求1至7任一项所述的高温下间接测量摩擦应力的方法，其特征在于：

所述标定装置包括流场通道、压差测量装置固定部和多个空速管；

多个所述空速管的探测部均伸入所述流场通道内，迎向所述标定用流场的来流方向，用于探测所述标定用流场的流速；

所述压差测量装置通过所述压差测量装置固定部安装在所述流场通道的侧壁上，且在安装后，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端所在的端面与所述流场通道的内表面齐平，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端与两个所述空速管之间的所述标定用流场连通，所述测压直孔和所述测压斜孔的进气端连线垂直于所述标定用流场的来流方向，所述测压斜孔倾斜的迎向所述流场的来流方向。