當管道熱(re)脹時，受(shou)(shou)各種支架及其所(suo)連接設備的約(yue)束，即熱(re)脹受(shou)(shou)阻而產生熱(re)應(ying)力。此外，由于管道局部(bu)的溫度分布(bu)不均，軸(zhou)向(xiang)及管內外存在溫度梯度，也產生熱(re)應(ying)力。
圖9-14（a）所(suo)示為一(yi)端(duan)固(gu)(gu)定(ding)一(yi)端(duan)自由的(de)(de)管道(dao)，熱(re)脹時不受(shou)阻(zu)，所(suo)以沒有熱(re)應(ying)力。圖9-14（b）為兩端(duan)固(gu)(gu)定(ding)的(de)(de)管道(dao)，熱(re)脹受(shou)阻(zu)而產生熱(re)應(ying)力SE和對固(gu)(gu)定(ding)點的(de)(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(wai)徑為114mm，壁厚為5mm，截面積 A=1712m㎡
②. 熱應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對(dui)固定點的(de)作用力 Fx=1712×225=385200N
從(cong)上述(shu)例題可知，兩端固定(ding)沒有任何補償措施的(de)管道(dao)雖然溫(wen)度的(de)變化只(zhi)有100℃，但(dan)熱應力和(he)對固定(ding)點的(de)作用力都(dou)是(shi)很大的(de)，如不采(cai)取(qu)補償措施，則可能造(zao)成管道(dao)或支架(jia)損壞。
