當管道熱(re)脹時，受各種支(zhi)架及其所連(lian)接(jie)設備的(de)約束，即熱(re)脹受阻而產(chan)(chan)生(sheng)熱(re)應(ying)力。此外，由于(yu)管道局部的(de)溫度分布不均，軸向及管內外存(cun)在(zai)溫度梯(ti)度，也產(chan)(chan)生(sheng)熱(re)應(ying)力。
圖9-14（a）所(suo)(suo)示(shi)為一(yi)端固(gu)定一(yi)端自由的(de)管道，熱脹(zhang)時不受(shou)阻(zu)，所(suo)(suo)以沒(mei)有熱應力。圖9-14（b）為兩端固(gu)定的(de)管道，熱脹(zhang)受(shou)阻(zu)而產生熱應力SE和(he)對固(gu)定點的(de)作(zuo)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)的外徑為114mm，壁厚(hou)為5mm，截面(mian)積(ji) A=1712m㎡
②. 熱應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定點的作用力 Fx=1712×225=385200N
從上述例題可(ke)知，兩(liang)端固定沒有任(ren)何補(bu)償(chang)措施的(de)(de)管道雖然溫度的(de)(de)變(bian)化只有100℃，但熱應力(li)和對固定點的(de)(de)作用力(li)都是很大的(de)(de)，如不(bu)采(cai)取補(bu)償(chang)措施，則可(ke)能造(zao)成管道或(huo)支架損壞(huai)。
