냉동기 냉각용 소형 수소 액화 장치의 최적 설계 요구를 충족하기 위해 본 논문에서는 저온 냉동기 냉원 시스템을 구축하였으며, 내경 1.75 mm 나선관 내 수소의 유동 응축 열 전달 특성에 대한 실험 연구를 수행하였다. 실험 전에 냉동기 성능을 테스트하였고, 데이터 피팅을 통해 냉동 용량과 냉각 헤드 온도 간의 함수 관계를 얻었다. 실험은 서로 다른 3가지 포화 압력(495, 665, 850 kPa)과 질량 유량 15~40 kg/(m²·s) 조건에서 진행되었으며, 민감도 분석을 통해 질량 유량, 포화 압력 및 온도 차가 열전달 계수에 미치는 영향을 밝혔다. 결과는 다음과 같다: 실험 범위 내에서 수소 응축 열 전달 계수는 질량 유량 증가에 따라 현저히 증가하며, 전체 증가는 74%~133%였고, 낮은 질량 유량 구간에서 더 뚜렷한 증가를 보였다; 낮은 질량 유량 조건에서 포화 압력이 495 kPa에서 850 kPa로 증가할 때 응축 열 전달 계수는 47% 감소하였으며, 높은 질량 유량에서는 압력 영향이 현저히 약화되었다; 또한 본 실험 조건에서 응축 열 전달 계수의 범위는 594~1388 W/(m²·K)였다.

수소; 유동 응축; 열전달 특성; 저온 냉동기