當(dang)管道熱(re)(re)脹(zhang)(zhang)時，受(shou)(shou)各(ge)種(zhong)支架及其所連接設備的約(yue)束，即(ji)熱(re)(re)脹(zhang)(zhang)受(shou)(shou)阻而(er)產生熱(re)(re)應力。此外(wai)(wai)，由(you)于管道局部的溫(wen)度(du)(du)分(fen)布不均(jun)，軸向及管內外(wai)(wai)存在溫(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)，也產生熱(re)(re)應力。
圖9-14（a）所(suo)示為(wei)一端(duan)固定(ding)一端(duan)自由的(de)管道，熱脹(zhang)時不(bu)受阻，所(suo)以沒(mei)有(you)熱應力。圖9-14（b）為(wei)兩端(duan)固定(ding)的(de)管道，熱脹(zhang)受阻而產生熱應力SE和對固定(ding)點的(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(zi)的(de)外徑(jing)為114mm，壁厚為5mm，截面(mian)積(ji) A=1712m㎡
②. 熱應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定點的作用(yong)力 Fx=1712×225=385200N
從上述(shu)例(li)題可知，兩端固定沒有任何補償措施(shi)的(de)管道雖然(ran)溫度的(de)變(bian)化只有100℃，但(dan)熱應力和對(dui)固定點(dian)的(de)作(zuo)用力都是很(hen)大的(de)，如不采取補償措施(shi)，則可能造成(cheng)管道或支架損壞。
