在对金属材料进行热处理时，为了使材料获得较好的表面质量，同时减少氧化损耗，不可以用火焰直接加热，因此人们发明了多种间接加热方式，燃气辐射管就是一种。燃气辐射管在工作时，普遍都存在管壁温度不均匀，局部高温和热效率低等问题。论文主要对影响辐射管管壁温度均匀性的因素进行了研究，并对提高热效率的方法进行了研究。论文首先讲述了燃气辐射管的工作原理，对燃气辐射管的组成、分类及各种性能指标进行了说明，对国内外关于管壁温度均匀性的研究现状进行了阐述，对以往的研究进行了总结，进而提出本课题的研究内容。其次，在WORKBENCH中建立了燃气辐射管实体模型，并划分网格，转换为适用于FLUENT的网格模型。讲述了在模拟仿真时所需的假设条件、控制方程，重点介绍了FLUENT中的各种燃烧模型及辐射模型，选择了适合燃气辐射管仿真的模型，并计算了仿真时所需的边界条件值。再次，对影响管壁温度均匀性的因素进了仿真模拟分析。采用瞬态求解器，利用FLUENT中的UDF功能，研究了连续变化的一二次空气速度对管壁温度均匀性的影响，统计分析了不同时刻的管壁温度数据及各种热量数据，为后面的研究提供了参考。接着通过UDF功能不断改变空气的喷射方向，研究了空气喷射角度对管壁温度均匀性及热效率的影响，同时也研究了空气预热温度对温度均匀性的影响，并对仿真分析结果进行了分析。最后，对提高燃气辐射管换热效率的方法进行了仿真模拟分析。扰流片是一种常用的提高辐射管换热效率的装置，通过仿真模拟带有十字形扰流片的模型，并与无扰流片的情况进行对比，分析了十字形扰流片对换热效率及温度均匀性的影响。又通过仿真模拟带有螺旋形插入件的模型，与十字形扰流片形成了对比。辐射管的材料与热效率有很大关系，使用导热性更好的碳化硅材料制造辐射管，可以很好地提高换热效率,论文对采用此材料的模型也进了仿真。除此之外，论文总结了当前研究的不足，为以后的研究提供了一个参考方向。