Представлены результаты исследований теплообмена в турбулентном потоке тетраоксида азота в цилиндрическом канале. Рассмотрена равновесная стадия реакции диссоциации: N2O4 = N2O2. Установлено, что с увеличением температуры стенки канала интенсифицируется протекание химической реакции в потоке N2O4 и увеличивается поглощение им тепла, подводимого от стенки. При этом температура пристеночных слоев в химически реагирующем потоке становится ниже, чем в потоке с инертным теплоносителем, а толщина температурного пограничного слоя — меньше. Показано, что использование в коротких каналах диссоциирующего теплоносителя является эффективным при невысокой скорости прокачки, а для повышения эффективности теплообмена в высокоскоростных потоках необходимо увеличить длину теплообменника. Получены аппроксимационные формулы для определения критерия теплоотдачи в химически инертном и химически реагирующем потоках