Afin de répondre aux besoins de conception optimale d’une petite installation de liquéfaction d’hydrogène refroidie par un système frigorifique, cet article présente la construction d’un système de source froide pour une machine frigorifique basse température. Une étude expérimentale sur les caractéristiques du transfert thermique par condensation en écoulement de l’hydrogène dans un tube hélicoïdal de diamètre intérieur 1,75 mm a été réalisée. Avant les expériences, la performance de la machine frigorifique a été testée et, par ajustement des données, une relation fonctionnelle entre la capacité frigorifique et la température du froid a été obtenue. Les expériences ont été conduites sous trois pressions de saturation différentes (495, 665, 850 kPa) avec un débit massique de 15 à 40 kg/(m·s). Une analyse de sensibilité a révélé l’influence du débit massique, de la pression de saturation et de la différence de température sur le coefficient de transfert thermique. Les résultats montrent que dans la plage expérimentale, le coefficient de transfert de chaleur par condensation de l’hydrogène augmente de manière significative avec le débit massique, avec une augmentation globale de 74 % à 133 %, et une croissance plus marquée dans la plage faible de débit massique ; à faible débit massique, lorsque la pression de saturation passe de 495 kPa à 850 kPa, le coefficient de transfert thermique de condensation diminue de 47 %, tandis que l’influence de la pression est nettement atténuée à débit élevé ; de plus, sous les conditions expérimentales, le coefficient de transfert thermique de condensation varie entre 594 et 1 388 W/(m·K).

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