극초음속 비행체의 재생 냉각 시스템에서는 연료의 열분해를 통해 추가적인 흡열 성능을 확보할 수 있으나, 이 과정에서 생성되는 코크는 열전달 저하와 유로 막힘을 유발한다. 본 연구에서는 JP-7급 열안정성 연료를 대상으로 SS316, Inconel 600, Ti Grade 9 반응기 및 실리카 코팅 SS316 반응기에서 열분해 실험을 수행하여 반응기 재질 및 코팅이 흡열 특성과 코크 생성에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 분산제, 산화방지제, 금속 비활성화제를 적용하여 재질별 코크 저감 최적 첨가제 조합을 도출하였다. 실험 결과, 무첨가 조건에서 인코넬과 티타늄 반응기는 SS316 대비 코크 생성이 크게 감소하였고, 실리카 코팅 튜브 역시 유의미한 코크 저감 효과를 나타냈다. 첨가제는 반응기 재질에 따라 최적 조합이 다르게 나타났으며, 코크 저감과 화학적 흡열량 향상이 동시에 확인되었다. 이러한 결과는 반응기 표면 재질 및 코팅층의 화학적 특성이 코크 형성 경로와 첨가제 효과에 영향을 미침을 보여준다.

In regenerative cooling systems for hypersonic vehicles, fuel pyrolysis provides additional endothermic cooling capacity; however, coke formation during this process can deteriorate heat transfer and block flow channels. In this study, pyrolysis experiments were conducted using a JP-7 grade thermally stable fuel in SS316, Inconel 600, Ti Grade 9, and silica-coated SS316 reactors to evaluate the effects of reactor material and internal coating on endothermic characteristics and coke formation. In addition, a dispersant, an antioxidant, and a metal deactivator were applied to determine the coke reduction optimal additive formulation for each reactor material. The results revealed that, in the absence of additives, the Inconel 600 and Ti Grade 9 reactors produced substantially less coke than SS316, and the silica-coated SS316 tube also effectively suppressed coke deposition. The most effective additive combination varied with the reactor material; nevertheless, the optimized formulations simultaneously reduced coke formation and increased the chemical heat sink. These findings suggest that the surface chemistry of the reactor wall and coating layer plays a critical role in determining the dominant coking pathway and additive performance.

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