海底充油电缆内部油路流动摩擦系数的测量装置及方法

1.一种海底充油电缆内部油路流动摩擦系数的测量装置，其特征在于，所述装置包括绝缘油循环结构、设置在所述绝缘油循环结构上的测量单元，以及与所述测量单元通信连接的计算单元；所述循环结构包括设置在绝缘油罐出口的离心泵输出端与充油电缆的入口、所述充油电缆的出口与所述绝缘油罐的入口之间的循环管路；所述循环管路在所述充油电缆的入口和出口处分别设置有与所述充油电缆的油道直径相同的无缝钢管；所述无缝钢管通过与其直径相同的充油管道分别与所述绝缘油罐的入口和出口贯通连接；所述无缝钢管的长度至少为所述充油电缆的油道直径的一百倍；所述充油管道的长度至少为所述充油电缆的油道直径的两百倍；所述充油管道的弯头处半径至少为所述充油电缆的油道直径的15倍；所述测量单元用于对所述绝缘油循环结构中的离心泵在不同转速下输出的绝缘油的流速、不同流速下流过所述充油电缆的绝缘油的压差、所述绝缘油罐中绝缘油的温度以及所述充油电缆的油道压强进行测量，并将测量结果发送给所述计算单元；所述计算单元用于获取所述测量单元发送的离心泵在不同转速下输出的绝缘油的流速、不同流速下流过所述充油电缆的绝缘油的压差，并确定所述充油电缆的油道直径和油道长度；根据所述离心泵在不同转速下输出的绝缘油的流速、不同流速下流过所述充油电缆的绝缘油的压差，以及所述充油电缆的油道直径和油道长度，计算绝缘油在所述充油电缆的油道中流动的摩擦系数的计算公式为： ；其中， 为水头损失， 为充油电缆的油道内的平均流速， 为充电电缆的油道直径， 为油道长度， 为重力加速度。 2.根据权利要求1所述的海底充油电缆内部油路流动摩擦系数的测量装置，其特征在于，所述测量单元包括流量计、压差计、压力计和温度计；所述流量计设置在所述充油管道上；所述压差计设置在所述充油电缆的入口和出口处；所述压力计设置在所述充油电缆的出口处；所述温度计的感温元件插入所述绝缘油罐的内部。 3.一种海底充油电缆内部油路流动摩擦系数的测量方法，应用于上述权利要求1-2中任一项所述的海底充油电缆内部油路流动摩擦系数的测量装置的计算单元，其特征在于，所述方法包括：当对绝缘油在充油电缆的油道中流动的摩擦系数进行计算时，获取测量单元发送的离心泵在不同转速下输出的绝缘油的流速、不同流速下流过所述充油电缆的绝缘油的压差，并确定所述充油电缆的油道直径和油道长度；根据所述离心泵在不同转速下输出的绝缘油的流速、不同流速下流过所述充油电缆的绝缘油的压差，以及所述充油电缆的油道直径和油道长度，计算绝缘油在所述充油电缆的油道中流动的摩擦系数的计算公式为： ；其中， 为水头损失， 为充油电缆的油道内的平均流速， 为充电电缆的油道直径， 为油道长度， 为重力加速度。 4.根据权利要求3所述的海底充油电缆内部油路流动摩擦系数的测量方法，其特征在于，所述获取测量单元发送的离心泵在不同转速下输出的绝缘油的流速、不同流速下流过所述充油电缆的绝缘油的压差之前，还包括：获取测量单元发送的绝缘油罐中绝缘油的温度，并确定所述充油电缆的油道直径；根据所述绝缘油的温度计算所述绝缘油的密度和粘度，并依据所述绝缘油的密度和粘度、以及所述充油电缆的油道直径，确定使所述充油电缆的油道的雷诺数范围涵盖层流、过渡流、湍流范围的绝缘油的流速；根据使所述充油电缆的油道的雷诺数范围涵盖层流、过渡流、湍流范围的绝缘油的流速，对离心泵的转速进行调整。 5.根据权利要求3所述的海底充油电缆内部油路流动摩擦系数的测量方法，其特征在于，所述根据所述离心泵在不同转速下输出的绝缘油的流速、不同流速下流过所述充油电缆的绝缘油的压差，以及所述充油电缆的油道直径和油道长度，计算绝缘油在所述充油电缆的油道中流动的摩擦系数，包括：获取所述测量单元发送的所述充油电缆的当前油道压强；若所述当前油道压强不同于上一次获取的油道压强，则根据所述离心泵在不同转速下输出的绝缘油的流速、不同流速下流过所述充油电缆的绝缘油的压差，以及所述充油电缆的油道直径和油道长度，多次计算绝缘油在所述充油电缆的油道中流动的摩擦系数；确定多次计算得到的摩擦系数的平均值，并将所述平均值作为所述当前油道压强下绝缘油在所述充油电缆的油道中流动的最终摩擦系数；若所述当前油道压强与上一次获取的油道压强相同，则将上一次计算得到的摩擦系数作为所述当前油道压强下绝缘油在所述充油电缆的油道中流动的最终摩擦系数。