Температура криогенной жидкости водорода намного ниже, чем у природного газа, что требует более сложного процесса обильного охлаждения, сложного процесса нагнетания жидкости, большой площади и высоких инвестиционных затрат. Технология сверхзвукового расширения является эффективным новым методом кондиционирования и разделения газов, обладающим такими преимуществами, как закрытая система, энергосбережение, защита окружающей среды и низкие затраты. Поэтому предлагается внедрить технологию сверхзвукового расширения на поле конденсации водорода и исследовать ее осуществимость. На основе расчетов течения в программном обеспечении по расчету гидродинамики FLUENT со схемой SIMPLE и турбулентной моделью k-ω, использовав модель роста капель Gyarmathy, были изучены сверхзвуковое течение и конденсация водорода при различных входных давлениях (1,05 МПа, 1,10 МПа, 1,15 МПа). Результаты показали, что высокоскоростное расширение водорода вызывает низкотемпературные эффекты, что заставляет водород спонтанно конденсироваться, что приводит к быстрому образованию жидких капель в течение короткого расстояния, подтверждая осуществимость технологии сверхзвукового кондиционирования водорода; увеличение входного давления водорода эффективно повышает сверхохлаждение водорода на входе в форсунку Лаваля, что приводит к перемещению начальной точки конденсации газа вперед, увеличению размера капель жидкости, повышению эффективности кондиционирования форсунки Лаваля.

водород; конденсация; сверхзвук; характеристики конденсации; форсунка Лаваля