在一单程列管换热器中,用饱和蒸汽加热原料油。温度为160℃的饱和蒸汽在壳程冷凝(排出时为饱和液体),原料油在管程流动,并由20℃加热到106℃。列管换热器尺寸为:列管直径为φ19×2mm、管长为4m,共有25根管子。若换热器的传热量为125kW,蒸汽冷凝传热系数为7000W/(m2·℃),油侧污垢热阻可取为0.0005(m2·℃)/W,管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略,试求管内油侧对流传热系数。又若油的流速增加一倍,此时若换热器的总传热系数为原来总传热系数的1.75倍,试求油的出口温度。假设油的物性不变。

步骤 1：计算平均温差
根据题目，原料油从20℃加热到106℃，而蒸汽冷凝温度为160℃。平均温差计算如下：
\[ \Delta T_{m} = \frac{(160 - 106) + (160 - 20)}{2} = \frac{54 + 140}{2} = 97℃ \]

步骤 2：计算换热面积
换热器的换热面积计算如下：
\[ S = n \pi D L = 25 \times \pi \times 0.019 \times 4 = 5.96 m^2 \]

步骤 3：计算总传热系数
根据题目，换热器的传热量为125kW，总传热系数计算如下：
\[ K = \frac{Q}{S \Delta T_{m}} = \frac{125000}{5.96 \times 97} = 215.6 W/(m^2·℃) \]

步骤 4：计算油侧对流传热系数
根据题目，蒸汽冷凝传热系数为7000W/(m2·℃)，油侧污垢热阻为0.0005(m2·℃)/W，管壁热阻和蒸汽侧垢层热阻可忽略，油侧对流传热系数计算如下：
\[ \frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_{i}} + \frac{1}{\alpha_{o}} + R_{si} \]
\[ \frac{1}{215.6} = \frac{1}{\alpha_{i}} + \frac{1}{7000} + 0.0005 \]
\[ \frac{1}{\alpha_{i}} = \frac{1}{215.6} - \frac{1}{7000} - 0.0005 \]
\[ \alpha_{i} = 358.9 W/(m^2·℃) \]

步骤 5：计算油的出口温度
若油的流速增加一倍，此时若换热器的总传热系数为原来总传热系数的1.75倍，即新的总传热系数为：
\[ K_{new} = 1.75 \times 215.6 = 377.3 W/(m^2·℃) \]
新的传热量为：
\[ Q_{new} = 2 \times 125000 = 250000 W \]
新的平均温差为：
\[ \Delta T_{m_{new}} = \frac{Q_{new}}{S K_{new}} = \frac{250000}{5.96 \times 377.3} = 110.5℃ \]
新的出口温度为：
\[ t_{2_{new}} = 160 - 110.5 = 49.5℃ \]