Para atender às necessidades de design otimizado de um pequeno dispositivo de liquefação de hidrogênio refrigerado por máquina de refrigeração, este artigo construiu um sistema de fonte fria de baixa temperatura e conduziu um estudo experimental das características de transferência de calor por condensação em fluxo de hidrogênio dentro de um tubo helicoidal com diâmetro interno de 1,75 mm. Antes dos experimentos, o desempenho da máquina de refrigeração foi testado e, por meio do ajuste de dados, obteve-se a relação funcional entre a capacidade de refrigeração e a temperatura da cabeça fria. Os experimentos foram realizados sob três diferentes pressões de saturação (495, 665, 850 kPa) e uma taxa de fluxo mássico de 15 a 40 kg/(m²·s). Através da análise de sensibilidade, revelou-se o efeito da taxa de fluxo mássico, pressão de saturação e diferença de temperatura sobre o coeficiente de transferência de calor. Os resultados mostram que: no intervalo experimental, o coeficiente de transferência de calor por condensação do hidrogênio aumenta significativamente com o aumento da taxa de fluxo mássico, com incremento total de 74% a 133%, e o crescimento é mais evidente na faixa de baixa taxa de fluxo mássico; em condições de baixa taxa de fluxo mássico, ao aumentar a pressão de saturação de 495 kPa para 850 kPa, o coeficiente de transferência de calor por condensação diminui 47%, enquanto que em altas taxas de fluxo a influência da pressão é notavelmente reduzida; além disso, nessas condições experimentais, o intervalo do coeficiente de transferência de calor por condensação é de 594 a 1388 W/(m²·K).

hidrogênio; condensação em fluxo; características de transferência de calor; máquina de refrigeração de baixa temperatura