Para satisfacer las necesidades de diseño óptimo de un pequeño dispositivo de licuefacción de hidrógeno refrigerado por una máquina frigorífica, este artículo presenta la construcción de un sistema de fuente fría de baja temperatura. Se realizó un estudio experimental sobre las características de transferencia de calor por condensación en flujo de hidrógeno dentro de un tubo helicoidal con diámetro interior de 1,75 mm. Antes de realizar los experimentos, se evaluó el rendimiento de la máquina frigorífica y mediante el ajuste de datos se obtuvo la relación funcional entre la capacidad frigorífica y la temperatura del cabezal frío. Los experimentos se llevaron a cabo bajo tres presiones de saturación diferentes (495, 665, 850 kPa) y caudales másicos de 15 a 40 kg/(m·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 mostraron que, dentro del rango experimental, el coeficiente de transferencia de calor por condensación del hidrógeno aumenta significativamente con el caudal másico, con un incremento total del 74 % al 133 %, y un aumento más evidente en el rango de caudal másico bajo; a caudal másico bajo, al aumentar la presión de saturación de 495 kPa a 850 kPa, el coeficiente de transferencia de calor por condensación disminuyó en un 47 %, mientras que la influencia de la presión se atenúa notablemente a alto caudal másico; además, bajo las condiciones experimentales, el coeficiente de transferencia de calor por condensación varió entre 594 y 1 388 W/(m·K).

hidrógeno;condensación en flujo;características de transferencia de calor;máquina frigorífica de baja temperatura;estudio experimental