La temperatura de la líquela del hidrógeno es mucho más baja que la del gas natural, lo que requiere un proceso de refrigeración más complicado, un proceso de licuefacción complejo, una gran área y altos costos de inversión. La licuefacción de expansión supersónica es una nueva tecnología emergente de separación y licuefacción de gases, con ventajas como un proceso cerrado, ahorro de energía, protección del medio ambiente y costos reducidos. Por lo tanto, se propone introducir la tecnología de licuefacción de expansión supersónica en el campo de la licuefacción del hidrógeno y explorar su viabilidad. Basándose en el algoritmo SIMPLE y el modelo de turbulencia k-ω en el software de cálculo de flujo FLUENT, y utilizando el modelo de crecimiento de gotas líquidas Gyarmathy, se estudió el flujo supersónico y las características de condensación del hidrógeno en condiciones de presión de entrada diferentes (1,05 MPa, 1,10 MPa, 1,15 MPa). Los resultados muestran que la expansión de alta velocidad del hidrógeno provoca efectos de baja temperatura, lo que hace que el hidrógeno se condense espontáneamente, lo que conduce a la formación rápida de gotas líquidas a corta distancia, confirmando la viabilidad de la tecnología de licuefacción supersónica de hidrógeno; un aumento de la presión de entrada del hidrógeno puede aumentar efectivamente el sobreenfriamiento del hidrógeno en la entrada de la boquilla de Laval, desplazando así el punto de inicio de la condensación del gas hacia adelante, aumentando el tamaño de las gotas líquidas y la eficiencia de la licuefacción de la boquilla de Laval.

hidrógeno; licuefacción; supersónico; características de condensación; boquilla de Laval