随着高炉炼铁技术的进步,提高高炉的使用效率、延长高炉寿命并降低炼铁成本受到广泛的关注并成为了重要的研究内容。从我国现有高炉使用寿命情况来看,冷却装置的应用可以显著的提升高炉的使用寿命。根据以往的经验,在工程计算中,对冷却壁的传热计算中通常使用工程经验公式来计算水与水管之间的对流换热系数。对流换热系数的经验公式是一元一次方程,适用于管内冷却水为中低速紊流状态范围。高炉烘炉过程中为保证填料层达到固化温度,水管中的冷却水通常处于超低水速工作状态,经验公式是不适用的。本文以现阶段使用最广的光面铸铁冷却壁为研究对象进行以管内对流换热为重点的传热分析,使用准则数方程式推导异性水管内对流换热系数表达式,并通过比较异形水管冷却壁的冷却效果,为冷却壁的优化提供参考。研究内容如下:（1）冷却壁的冷却是通过水与水管间的对流换热来实现的,不同截面水管有不同的对流换热系数表达式。考虑到对流换热系数的经验公式适用范围有限,只适用于中低速紊流状态,本文基于圆管、椭圆管、六边形管、矩形管四种异形水管,通过准则数方程分别计算了在不同流动状态下各水管对应的对流换热系数表达式。（2）使用ANSYS对使用圆管、椭圆管、六边形管、矩形管冷却壁的高炉炉缸分别进行传热分析,通过对比温度和热流量来对准则数法推导的对流换热系数表达式进行对比分析,弥补了原有经验公式在层流、过渡流状态下不适用的缺陷。（3）对圆管、椭圆管、六边形、矩形水管冷却壁的冷却状态进行流体仿真,在分析的过程中加入对管外气隙的分析,并通过简化气隙的方式提升分析效率和精度,并将流体仿真结果同二维炉缸传热模型结果进行对比,偏差在15%之内,并对偏差的产生进行了分析。得到不同截面水管条件下随着水流速度提升会增强冷却效果,但在水速达到一定程度后影响程度降低。并得到在同样冷却温度下异形水管所需水流速度从低到高分别为:六边形管、矩形管、椭圆管、圆管的结论,为冷却壁的优化设计提供了参考。