當(dang)管(guan)(guan)道(dao)熱脹(zhang)時，受各種支架(jia)及其所連接設備的約束，即熱脹(zhang)受阻(zu)而產生熱應(ying)(ying)力。此外，由于(yu)管(guan)(guan)道(dao)局(ju)部(bu)的溫度(du)分(fen)布不均，軸向(xiang)及管(guan)(guan)內外存在溫度(du)梯度(du)，也(ye)產生熱應(ying)(ying)力。
圖(tu)9-14（a）所示為(wei)一端(duan)固定一端(duan)自(zi)由的管道，熱脹時不受阻，所以沒有(you)熱應力。圖(tu)9-14（b）為(wei)兩端(duan)固定的管道，熱脹受阻而產(chan)生熱應力SE和(he)對固定點(dian)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(jing)為114mm，壁厚為5mm，截(jie)面積(ji) 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(li)題可(ke)知，兩(liang)端固定沒有(you)任何(he)補(bu)償(chang)措(cuo)施的(de)管道雖然溫度的(de)變化只(zhi)有(you)100℃，但熱(re)應力和對固定點的(de)作用力都是(shi)很大(da)的(de)，如不采取補(bu)償(chang)措(cuo)施，則可(ke)能造成(cheng)管道或支(zhi)架損壞。
