當管(guan)道熱(re)(re)脹時，受各種支架及其(qi)所連接設備(bei)的約束，即熱(re)(re)脹受阻(zu)而產生熱(re)(re)應力(li)。此(ci)外(wai)，由于管(guan)道局(ju)部的溫(wen)度(du)分布不(bu)均，軸向及管(guan)內外(wai)存在溫(wen)度(du)梯度(du)，也產生熱(re)(re)應力(li)。
圖9-14（a）所示為(wei)一端固定(ding)一端自由的管道，熱(re)脹(zhang)時不受(shou)阻(zu)，所以沒有熱(re)應(ying)力(li)。圖9-14（b）為(wei)兩端固定(ding)的管道，熱(re)脹(zhang)受(shou)阻(zu)而產生熱(re)應(ying)力(li)SE和對固定(ding)點(dian)的作用力(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 管子的外徑為114mm，壁厚為5mm，截(jie)面積 A=1712m㎡
②. 熱(re)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(cong)上述例(li)題可知，兩(liang)端固定(ding)沒有(you)任何補(bu)償措施的(de)管(guan)道雖然溫度(du)的(de)變化只有(you)100℃，但熱應力(li)和(he)對固定(ding)點的(de)作用力(li)都(dou)是很大的(de)，如(ru)不采取補(bu)償措施，則可能造成管(guan)道或支架損壞。
