管式加热炉的工作原理是：燃料在管式加热炉的辐射室（极少数在单独的燃烧室）内燃烧，释放出的热量主要通过辐射传热和对流传热传递给炉管，再经过传导传热和对流传热传递给被加热介质。 

具体过程如下： 

- **热量产生**：燃料（如燃料油、燃料气等）在燃烧器中与空气混合并燃烧，产生高温火焰和炽热的烟气，释放出大量的热能。 

- **辐射传热**：辐射室直接受火焰冲刷，温度很高（通常为600 - 1600℃）。炉管放置在辐射室内，高温火焰和烟气以电磁波的形式向炉管表面发射辐射能，炉管吸收这些辐射能后温度升高。 

- **对流传热**：来自辐射室的高温烟气进入对流室，在对流室内，烟气主要通过对流传热的方式将热量传递给炉管。烟气在流动过程中与炉管表面接触，由于存在温度差，热量从烟气传递到炉管表面，使炉管进一步升温。 

- **热量传递给被加热介质**：炉管内的被加热介质（通常为气体或液体）通过与炉管内壁的接触，以传导传热的方式吸收炉管传递的热量，温度逐渐升高，从而达到工艺所需的加热温度。 

此外，为了提高加热效率和能源利用率，管式加热炉还会配备余热回收系统，回收烟气中的部分热量，用于预热燃烧空气或其他用途。通风系统则负责将燃烧空气引入燃烧器，并将烟气从炉子中排出，通风方式分为自然通风和强制通风两种。