當管(guan)道(dao)熱脹(zhang)時，受各(ge)種支架及其所(suo)連(lian)接(jie)設備的(de)約(yue)束(shu)，即熱脹(zhang)受阻(zu)而產生熱應(ying)(ying)力(li)。此外，由于管(guan)道(dao)局部的(de)溫度分布(bu)不(bu)均，軸(zhou)向及管(guan)內外存在溫度梯(ti)度，也(ye)產生熱應(ying)(ying)力(li)。
圖9-14（a）所示(shi)為(wei)一(yi)端固(gu)定(ding)一(yi)端自由的管道，熱(re)脹時(shi)不受阻，所以沒有(you)熱(re)應(ying)力。圖9-14（b）為(wei)兩端固(gu)定(ding)的管道，熱(re)脹受阻而產生熱(re)應(ying)力SE和(he)對固(gu)定(ding)點的作用力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(de)外徑為114mm，壁厚為5mm，截(jie)面(mian)積 A=1712m㎡
②. 熱應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固(gu)定點的作用(yong)力 Fx=1712×225=385200N
從上述例題可(ke)知，兩端固(gu)定沒有任(ren)何補償措施的(de)管道(dao)雖(sui)然溫度的(de)變化只有100℃，但熱應(ying)力和對固(gu)定點的(de)作用力都是很大的(de)，如(ru)不采取補償措施，則可(ke)能(neng)造成管道(dao)或支(zhi)架損壞。
