Pour répondre aux besoins de conception optimisée d'un petit dispositif de liquéfaction d'hydrogène refroidi par une machine frigorifique, cet article a mis en place un système de source froide basse température. Une étude expérimentale des caractéristiques d'échange thermique par condensation en écoulement de l'hydrogène dans un tube hélicoïdal de diamètre interne 1,75 mm a été réalisée. Avant l'expérimentation, la performance de la machine frigorifique a été testée, et la relation fonctionnelle entre la capacité frigorifique et la température de la tête froide a été obtenue par ajustement des données. Les expériences ont été menées sous trois différentes pressions de saturation (495, 665, 850 kPa) et un débit massique de 15 à 40 kg/(m²·s). Une analyse de sensibilité a révélé l'influence du débit massique, de la pression de saturation et du gradient de température sur le coefficient de transfert thermique. Les résultats montrent que dans la plage expérimentale, le coefficient de transfert thermique par condensation de l'hydrogène augmente significativement avec l'augmentation du débit massique, avec une augmentation globale de 74 % à 133 %, la croissance étant plus marquée dans la zone de faible débit massique ; sous faible débit massique, lorsque la pression de saturation passe de 495 kPa à 850 kPa, le coefficient de transfert thermique par condensation diminue de 47 %, tandis que l'effet de la pression s'atténue nettement à haut débit massique ; de plus, dans les conditions expérimentales, le coefficient de transfert thermique par condensation varie entre 594 et 1388 W/(m²·K).

hydrogène; condensation en écoulement; caractéristiques de transfert thermique; machine frigorifique basse température