當(dang)管道(dao)熱(re)脹時，受各種支架及(ji)其所連(lian)接(jie)設備的約束，即熱(re)脹受阻而產(chan)生熱(re)應力(li)(li)。此(ci)外，由(you)于管道(dao)局(ju)部的溫度分布不均，軸向及(ji)管內(nei)外存在溫度梯度，也產(chan)生熱(re)應力(li)(li)。
圖9-14（a）所示為(wei)一端固定一端自由的(de)管(guan)道，熱(re)脹時(shi)不受阻(zu)(zu)，所以沒有熱(re)應力(li)。圖9-14（b）為(wei)兩(liang)端固定的(de)管(guan)道，熱(re)脹受阻(zu)(zu)而產生熱(re)應力(li)SE和(he)對固定點的(de)作用(yong)力(li)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(de)外徑為(wei)(wei)114mm，壁厚為(wei)(wei)5mm，截面積 A=1712m㎡
②. 熱應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定點的作用力 Fx=1712×225=385200N
從上述例題可知，兩(liang)端(duan)固定沒有(you)任何補(bu)償措(cuo)施的管道雖然溫度的變化(hua)只有(you)100℃，但熱應力(li)和對(dui)固定點(dian)的作用力(li)都是很(hen)大的，如不采取補(bu)償措(cuo)施，則可能造成管道或(huo)支(zhi)架損壞。
