當管(guan)道(dao)熱脹(zhang)(zhang)時，受各種支架及(ji)其(qi)所連接(jie)設備的約束，即熱脹(zhang)(zhang)受阻而產生熱應力(li)。此(ci)外(wai)，由于管(guan)道(dao)局部的溫(wen)度(du)分布不均(jun)，軸向及(ji)管(guan)內外(wai)存在溫(wen)度(du)梯度(du)，也產生熱應力(li)。
圖9-14（a）所示為一(yi)端固定一(yi)端自由的(de)(de)管道，熱脹(zhang)時不受阻，所以沒(mei)有熱應力(li)。圖9-14（b）為兩端固定的(de)(de)管道，熱脹(zhang)受阻而(er)產(chan)生熱應力(li)SE和對固定點(dian)的(de)(de)作(zuo)用(yong)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(zi)的外徑為114mm，壁(bi)厚為5mm，截面(mian)積 A=1712m㎡
②. 熱應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定(ding)點的作(zuo)用力 Fx=1712×225=385200N
從(cong)上述例題可知，兩端固(gu)定沒有任何補(bu)償措(cuo)施的(de)管(guan)道(dao)雖(sui)然溫(wen)度(du)的(de)變化只(zhi)有100℃，但(dan)熱應力和對(dui)固(gu)定點的(de)作用力都是很大的(de)，如不采取補(bu)償措(cuo)施，則可能造(zao)成管(guan)道(dao)或(huo)支架損壞。
