辐射方向性是决定辐射均匀性的重要因素.本文针对以下问题进行研究:1)等温圆管辐射方向性研究提出用管口当量定向发射率、辐射能集中率表示通道辐射定向集中特性,并采用基于辐射分布系数的蒙特卡罗法进行研究.研究结果表明漫射等温管随管长与半径比的增大,较小的天顶角逸出管口的辐射能增加,但管长与半径比大于20时,变化较小;管长与半径比大于4,随管内壁发射率减小,以小于45°天顶角逸出的辐射能集中率逐渐增加.2)非等温圆管空腔辐射方向性研究首先,提供辐射、对流非线性边界条件下圆管壁与管内空气一维稳态换热传热模型与有限差分求解方法,为后续研究提供管壁温数据.对于漫射非等温腔,随着管长与半径比及管内壁发射率增加、管内空气流速增大,或辐射器表面温度提高,定向反射管出口辐射能的定向集中加热特性相对增强;对于镜漫射非等温腔,管长与半径比等因素对辐射定向集中特性的影响不变,但随着镜反射部分所占的比例增加,传热效率增大,辐射能集中程度下降.3)燃气定向辐射器辐射均匀性影响因素研究板式燃气定向红外辐射加热器由辐射器前方加反射管束组成.给出了对被加热物体的辐照度计算模型,并分析了相关参数对被加热物体表面辐照度及均匀性的影响.研究的参数包括管束的管长与半径比、管间距、布置方式、加热距离;得出红外定向加热装置与没有管束的板式辐射器相比,被加热物体表面的辐照度几乎均匀,并且辐照度数值基本与加热距离无关.4)燃气定向辐射器技术经济分析算例中,板式燃气定向辐射加热器与常规的不加反射管束的辐射器对比数值模拟研究表明:加热同样数量的产品,辐照度均匀性偏差百分比小于5%时,节能率可达到80%.