當管道熱(re)(re)脹(zhang)時(shi)，受各種支架及其所(suo)連(lian)接設備的約束(shu)，即熱(re)(re)脹(zhang)受阻(zu)而產生熱(re)(re)應(ying)力。此外(wai)，由于管道局部的溫度分布不均，軸向及管內外(wai)存(cun)在溫度梯度，也產生熱(re)(re)應(ying)力。
圖9-14（a）所(suo)示為(wei)一端固(gu)(gu)定(ding)(ding)一端自由的管道(dao)，熱(re)脹(zhang)時不受(shou)阻(zu)，所(suo)以沒有(you)熱(re)應力(li)。圖9-14（b）為(wei)兩端固(gu)(gu)定(ding)(ding)的管道(dao)，熱(re)脹(zhang)受(shou)阻(zu)而產(chan)生熱(re)應力(li)SE和對固(gu)(gu)定(ding)(ding)點(dian)的作(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 管子的外徑(jing)為(wei)114mm，壁厚為(wei)5mm，截面積 A=1712m㎡
②. 熱應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對(dui)固定點的作用力 Fx=1712×225=385200N
從上述例題可知(zhi)，兩端固(gu)定(ding)沒有(you)任何(he)補(bu)償措施(shi)的管(guan)道雖然溫度的變化只有(you)100℃，但熱應力和(he)對固(gu)定(ding)點的作用力都是很大的，如不采取(qu)補(bu)償措施(shi)，則可能(neng)造成管(guan)道或支架損壞。
