作为解决超然冲压发动机热防护问题的关键技术之一，主动冷却通道的设计至关重要。冷却通道的合适设计需要对通道内碳氢燃料的换热过程有一个全面系统的认识。事实上，吸热型碳氢燃料在冷却通道内的换热过程是包含了流动、传热、裂解以及结焦等多个现象的强烈耦合过程，而目前对该过程的研究尚不充分。本文以电加热管来模拟冷却通道，以航煤的模型化合物正癸烷作为考察对象，通过实验和计算的方法深入解析了电加热管内正癸烷流动、传热与裂解反应耦合过程。构建了电加热管内正癸烷流动与传热过程的CFD模型，并开展了相关的传热实验，研究了超临界碳氢燃料的流动与传热特性。发现：(1)温度在电加热管内的分布不仅存在轴向差异，同样存在径向差异；提高加热电流能够同时提高流体的流动和传热性能。(2)在近临界压力区（大于临界压力），降低压力，可以提高流体与管壁之间的对流传热能力，降低壁温和流体温度，并且操作压力越靠近正癸烷的临界压力，这种影响就越明显；提高操作压力会降低管内流体的流动性能。(3)在低温区，增大进料流量对流体流动影响较小，在中温区，增大进料流量会降低流体的流动性能，在高温区，增大进料流量能够有效地提高流体的流动性能；增大进料流量能够提高流体的传热性能。(4)增大管径会同时降低流体的流动和传热性能。通过引入二次裂解反应，拓展了正癸烷热裂解PPD模型在高转化率下的适用性。以此为基础，结合CFD模型，解析了裂解反应影响流动和传热的机制。裂解反应会对流体的物性产生较大影响，包括密度降低、定压比热降低、热导率降低以及粘性系数升高。裂解反应对流体流动影响不大，但显著提高了流体和管壁之间的对流传热能力，降低了壁温和油温。在管出口处，努赛尔数提高了26.7%，壁温下降了约139.5℃，占壁温温升的12.2%。二次裂解反应对管壁温、流体温度以及裂解转化率影响较小，但明显提高了小分子裂解产物的收率，在管出口处结焦前驱体丙烯的收率提高了约7.5%。电加热管内流体的温度和组成分布不仅存在轴向差异，而且存在径向差异，管出口处，近壁面的油温和丙烯的质量分数分别比管中心处提高了约50.9℃和3.9%。