在工业加热/干燥领域,各种各样的电加热或煤气加热的辐射器被广泛应用,但在辐射能定向和均匀加热物体时,能量利用率较低。辐射定向性、均匀性研究有助于提高能量利用率,节约能源,符合节能为本、能源利用可持续发展战略。本文采用基于辐射分布系数的蒙特卡罗法,提出用方管空腔出口表面的辐射能定向分布率、管口当量定向发射率、辐射能集中率等来表示辐射能的定向集中特性,通过建立辐射、对流非线性边界条件下方管管壁与腔内空气的一维稳态传热控制方程,结合有限差分法,求解管壁温度分布,研究了非等温方管空腔出口辐射能的方向集中特性,分析了管长与当量半径比、管内壁发射率、管内空气流速、辐射器表面温度及方管内壁面镜漫射分布比例等对空腔出口表面逸出的辐射能定向分布的影响。在单根方管研究的基础上,还研究了方管管束加热时物体表面的辐照度及其均匀性,研究的参数包括管束的管长与当量半径比、管间距、加热距离等。比较分析了方管型定向器与圆管型定向器加热时的辐射方向性与均匀性的差异之处。最后,在理论研究的基础上,设计搭建了燃气辐射定向器辐射特性研究的实验台,对制作的圆管型定向器进行了初步实验研究。