當管道(dao)熱(re)(re)(re)脹(zhang)時，受(shou)各種支架及其(qi)所(suo)連接設(she)備的約(yue)束，即(ji)熱(re)(re)(re)脹(zhang)受(shou)阻(zu)而產(chan)生熱(re)(re)(re)應力(li)。此外(wai)(wai)，由(you)于管道(dao)局部的溫度(du)分(fen)布不均，軸向(xiang)及管內外(wai)(wai)存(cun)在溫度(du)梯度(du)，也(ye)產(chan)生熱(re)(re)(re)應力(li)。
圖(tu)9-14（a）所(suo)示(shi)為(wei)一(yi)端(duan)固(gu)定(ding)一(yi)端(duan)自由的管(guan)(guan)道(dao)，熱(re)脹時不受阻(zu)，所(suo)以沒有熱(re)應力(li)(li)。圖(tu)9-14（b）為(wei)兩端(duan)固(gu)定(ding)的管(guan)(guan)道(dao)，熱(re)脹受阻(zu)而產(chan)生熱(re)應力(li)(li)SE和(he)對固(gu)定(ding)點的作(zuo)用力(li)(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(guan)子的外(wai)徑(jing)為114mm，壁厚為5mm，截面積 A=1712m㎡
②. 熱(re)應(ying)力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定點的作用力 Fx=1712×225=385200N
從上(shang)述(shu)例題可知(zhi)，兩端(duan)固定沒(mei)有任何補償措(cuo)施的(de)管道雖然(ran)溫度的(de)變化只有100℃，但熱應(ying)力和對固定點的(de)作用力都是很(hen)大的(de)，如(ru)不(bu)采(cai)取補償措(cuo)施，則(ze)可能造(zao)成管道或支架損壞。
