當管(guan)道(dao)熱脹(zhang)時，受各(ge)種(zhong)支架及(ji)其所連接(jie)設備(bei)的約(yue)束(shu)，即熱脹(zhang)受阻而產(chan)(chan)生熱應力(li)。此外，由(you)于管(guan)道(dao)局部的溫(wen)度(du)(du)分布(bu)不(bu)均，軸向及(ji)管(guan)內外存(cun)在溫(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)，也產(chan)(chan)生熱應力(li)。
圖9-14（a）所示為(wei)一端固(gu)定(ding)一端自(zi)由的(de)管(guan)道，熱(re)脹時不受(shou)阻(zu)，所以沒有熱(re)應(ying)力(li)。圖9-14（b）為(wei)兩端固(gu)定(ding)的(de)管(guan)道，熱(re)脹受(shou)阻(zu)而產生熱(re)應(ying)力(li)SE和對固(gu)定(ding)點的(de)作用力(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(mian)積 A=1712m㎡
②. 熱應(ying)力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定點的作(zuo)用力 Fx=1712×225=385200N
從上述例題可(ke)知，兩端固定(ding)沒有任何(he)補償(chang)措施的管道雖(sui)然溫度的變化(hua)只有100℃，但熱應力和對固定(ding)點(dian)的作用(yong)力都是很大的，如不采取補償(chang)措施，則可(ke)能造(zao)成管道或支架損壞。
