當管道熱(re)脹(zhang)時，受各種支架(jia)及其(qi)所連(lian)接(jie)設備的約束(shu)，即熱(re)脹(zhang)受阻(zu)而產生熱(re)應(ying)力。此(ci)外(wai)，由于(yu)管道局部的溫度(du)(du)分布不均，軸向及管內(nei)外(wai)存(cun)在溫度(du)(du)梯(ti)度(du)(du)，也(ye)產生熱(re)應(ying)力。
圖(tu)9-14（a）所示為(wei)一(yi)端固定(ding)一(yi)端自由(you)的管(guan)道，熱(re)脹(zhang)時(shi)不(bu)受阻(zu)，所以(yi)沒有熱(re)應力(li)(li)。圖(tu)9-14（b）為(wei)兩端固定(ding)的管(guan)道，熱(re)脹(zhang)受阻(zu)而產(chan)生熱(re)應力(li)(li)SE和對固定(ding)點的作用力(li)(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(wai)徑為114mm，壁(bi)厚為5mm，截面(mian)積 A=1712m㎡
②. 熱(re)應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定(ding)點的作用力 Fx=1712×225=385200N
從(cong)上述例題可(ke)知(zhi)，兩端固(gu)定沒有(you)任何補償措施(shi)的(de)管道雖然溫度的(de)變(bian)化只(zhi)有(you)100℃，但熱(re)應力和對固(gu)定點的(de)作用力都是很大的(de)，如不(bu)采(cai)取補償措施(shi)，則可(ke)能造成管道或支架損壞(huai)。
