近年来，随着航空航天技术的发展，利用超燃冲压发动机来实现高超声速飞行应用得越来越广泛。然而当飞行器的速度超过5马赫时，其机身温度随着与空气的强烈摩擦将高达数千度。目前尚无任何材料可确保飞行器在这种极端条件下正常工作。然而要是通过在飞行器外部增加循环冷却系统会使飞行器负重超出，所以为解决这一问题研究者提出了有效冷却系统，称为再生冷却方法。这种冷却方式的原理是，当大分子碳氢燃料在进入燃烧室燃烧之前，首先吸收由飞行系统产生或燃烧室放出的热量发生裂解反应，生成燃烧性能优良的富能小分子产物。这些小分子产物在燃烧室燃烧时又能释放出大量的热量，这些热量继续被燃料吸收发生热裂解，这种循环方法提高了能量的利用率，减少了飞行器的负载，最重要的是有效管理了飞行器和发动机的热量。因此，对碳氢燃料在换热管路内的裂解现象的研究至关重要。本文采用电加热实验装置，在主动冷却通道内（内径为Φ2mm的高温合金管）分别研究了正构烷烃（包括正辛烷、正癸烷和正十二烷），环烷烃（包括JP-10、甲基环己烷和十氢萘）以及二元混合烷烃（正癸烷和十氢萘按照质量比为1:1配制）在高压超临界条件下的热裂解反应。在高压5MPa，温度范围为500至710℃条件下考察了正构烷烃超临界热裂解反应，并给出了正构烷烃热裂解的主要产物随管长的分布，典型产物的摩尔选择性随原料转化率的分布，以及估算的停留时间随管长的分布。并通过对中间馏分C5-C11的二次反应的研究，给出了修正的二次裂解反应模型，很好地填补了Ward等提出的PPD模型不能适用于高转化条件和不能预测芳烃的缺陷。在高压4MPa及进料速率为0.6g/s的条件下，研究了环烷烃在超临界状态下的热裂解反应，并得到了高转化率下环烷烃气液相产物随管长的分布。通过计算得到了各环烷烃停留时间随管长的分布，进而得到了环烷烃超临界热裂解反应的宏观动力学方程。按照质量比为1：1的配比方法，配制了正癸烷和十氢萘的二元混合烷烃，并在高压4MPa及高转化率（＞80%）条件下研究了二元混合烷烃的热裂解反应。通过实验发现，在二元混合烷烃的裂解产物中出现了纯十氢萘热裂解时没有的链烯烃，而少了纯正癸烷热裂解产生的1-壬烯。并且相对于纯十氢萘的热裂解，在二元混合烷烃的热裂解产物中，链烯烃的摩尔选择性明显升高，而环烯烃则显著降低。