水在一圆形直管内呈强制湍流时,若流量及物性均不变。现将管内径减半,则管内对流给热系数a-|||-为原来的多少倍? ()-|||-A.4.5倍; B.3.5倍; C.2.5倍; D.1.5倍。

本题考查强制湍流条件下对流给热系数α的变化规律。关键点在于理解流量不变时，管径变化对流速和雷诺数的影响，以及如何通过经验公式关联这些参数与α的关系。核心思路是：

1. 流量不变时，管径减半导致流速增大4倍；
2. 雷诺数Re与流速和管径成正比，因此Re变为原来的2倍；
3. 根据湍流换热公式，α与Re的0.8次方和管径的倒数成正比，综合计算比值。

步骤1：确定流速变化

流量$Q = v \cdot \frac{\pi D^2}{4}$，当管径减半（$D' = D/2$），流量不变时，新流速$v' = 4v$。

步骤2：计算新雷诺数

雷诺数$Re = \frac{vD}{\nu}$，代入新参数得：
$Re' = \frac{(4v)(D/2)}{\nu} = 2 \cdot \frac{vD}{\nu} = 2Re$

步骤3：关联α与Re及管径

对流给热系数公式为：
$\alpha = \frac{k}{D} \cdot Re^{0.8} \quad (\text{物性参数不变时})$
代入新参数：
$\alpha' = \frac{k}{D/2} \cdot (2Re)^{0.8} = 2 \cdot \frac{k}{D} \cdot 2^{0.8} Re^{0.8} = 2^{1.8} \alpha$

步骤4：计算比值

$2^{1.8} \approx 3.48 \approx 3.5$