Para satisfacer las necesidades de diseño óptimo de un pequeño dispositivo de licuefacción de hidrógeno refrigerado por una máquina frigorífica, este artículo construyó un sistema de fuente fría criogénica y llevó a cabo un estudio experimental sobre las características de transferencia de calor por condensación en flujo de hidrógeno dentro de un tubo en espiral con diámetro interior de 1,75 mm. Antes de los experimentos, se probó el rendimiento de la máquina frigorífica y se obtuvo una relación funcional entre la capacidad de refrigeración y la temperatura de la cabeza fría mediante ajuste de datos. Los experimentos se realizaron bajo tres presiones de saturación diferentes (495, 665, 850 kPa) y un caudal másico de 15 a 40 kg/(m²·s). Mediante análisis de sensibilidad se reveló el efecto del caudal másico, la presión de saturación y la diferencia de temperatura sobre el coeficiente de transferencia de calor. Los resultados muestran que: dentro del rango experimental, el coeficiente de transferencia de calor por condensación del hidrógeno aumenta significativamente con el aumento del caudal másico, con un incremento total del 74 % al 133 %, y el crecimiento es más notable en el rango de bajo caudal másico; en condiciones de bajo caudal másico, cuando la presión de saturación aumenta de 495 kPa a 850 kPa, el coeficiente de transferencia de calor por condensación disminuye en un 47 %, mientras que el efecto de la presión se atenúa considerablemente a alto caudal másico; además, en las condiciones experimentales, el rango del coeficiente de transferencia de calor por condensación fue de 594 a 1388 W/(m²·K).

hidrógeno; condensación en flujo; características de transferencia de calor; máquina frigorífica criogénica