當管(guan)(guan)道熱(re)脹時，受各種支(zhi)架及其所連接設(she)備的約束，即熱(re)脹受阻(zu)而產生熱(re)應(ying)力。此(ci)外，由(you)于管(guan)(guan)道局部的溫(wen)度(du)分(fen)布(bu)不均，軸向及管(guan)(guan)內外存在溫(wen)度(du)梯度(du)，也產生熱(re)應(ying)力。
圖(tu)9-14（a）所(suo)示(shi)為(wei)一端固(gu)定一端自由的(de)管道，熱(re)(re)脹時不(bu)受阻，所(suo)以沒有(you)熱(re)(re)應(ying)力。圖(tu)9-14（b）為(wei)兩端固(gu)定的(de)管道，熱(re)(re)脹受阻而產生(sheng)熱(re)(re)應(ying)力SE和(he)對固(gu)定點的(de)作用力Fx。
已知DN100、長1m、兩端固定的碳素鋼管，管子壁厚為5mm，如圖9-14（b）所示。環境溫度為20℃，當管內流動120℃流體時，求這段管子的熱應力和對固定點的作用力（已查到碳素鋼從20℃環境溫度上升到120℃的線膨脹量；在120℃的彈性模量E=1.94×105MPa)
①. DN100 管子的外徑(jing)為(wei)114mm，壁厚為(wei)5mm，截面積 A=1712m㎡
②. 熱(re)應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定點(dian)的(de)作用力 Fx=1712×225=385200N
從上述例題可(ke)知，兩(liang)端(duan)固定(ding)沒(mei)有(you)任何補償措施的(de)(de)(de)(de)管(guan)道雖(sui)然溫度的(de)(de)(de)(de)變化只有(you)100℃，但(dan)熱應(ying)力(li)和對固定(ding)點的(de)(de)(de)(de)作用力(li)都是很(hen)大的(de)(de)(de)(de)，如不采取補償措施，則可(ke)能造(zao)成管(guan)道或支架損(sun)壞。
