當管道熱(re)脹時，受各種支架及(ji)其(qi)所連接設備的約束(shu)，即熱(re)脹受阻而產生(sheng)(sheng)熱(re)應力(li)。此外，由于管道局部的溫度分布不均，軸向及(ji)管內外存(cun)在溫度梯度，也(ye)產生(sheng)(sheng)熱(re)應力(li)。
圖9-14（a）所示為一(yi)端(duan)固定(ding)一(yi)端(duan)自由的管(guan)道(dao)(dao)，熱(re)(re)(re)脹時不受阻，所以沒有熱(re)(re)(re)應力。圖9-14（b）為兩端(duan)固定(ding)的管(guan)道(dao)(dao)，熱(re)(re)(re)脹受阻而產生(sheng)熱(re)(re)(re)應力SE和對固定(ding)點的作用(yong)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(jing)為114mm，壁厚為5mm，截面積 A=1712m㎡
②. 熱應力(li) SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對(dui)固定點的作用(yong)力(li) Fx=1712×225=385200N
從(cong)上述(shu)例題可(ke)知(zhi)，兩端固定沒有(you)任何補償措(cuo)施的(de)管道雖(sui)然溫(wen)度的(de)變化只有(you)100℃，但熱應力和(he)對固定點的(de)作(zuo)用力都是(shi)很大的(de)，如不采取補償措(cuo)施，則(ze)可(ke)能造成管道或支(zhi)架損(sun)壞。
