當管道熱(re)(re)脹時(shi)，受各種支架及其所連接設備的(de)約束，即熱(re)(re)脹受阻而產(chan)(chan)生熱(re)(re)應力(li)。此外，由于管道局部的(de)溫(wen)(wen)度分布(bu)不均，軸向(xiang)及管內外存在溫(wen)(wen)度梯度，也產(chan)(chan)生熱(re)(re)應力(li)。
圖9-14（a）所示為一(yi)端(duan)(duan)固定(ding)一(yi)端(duan)(duan)自由的管道，熱(re)脹(zhang)時不受(shou)阻，所以沒有熱(re)應(ying)(ying)力(li)。圖9-14（b）為兩端(duan)(duan)固定(ding)的管道，熱(re)脹(zhang)受(shou)阻而產生熱(re)應(ying)(ying)力(li)SE和(he)對固定(ding)點的作用力(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(guan)子的(de)外徑為(wei)114mm，壁厚為(wei)5mm，截面積(ji) A=1712m㎡
②. 熱應力(li) SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定點的(de)作用力 Fx=1712×225=385200N
從上述例題可(ke)(ke)知(zhi)，兩端固(gu)定沒(mei)有任何補(bu)償措(cuo)施的(de)(de)管(guan)道雖然溫度的(de)(de)變化只有100℃，但熱應力和(he)對固(gu)定點的(de)(de)作(zuo)用力都是(shi)很(hen)大的(de)(de)，如不采(cai)取補(bu)償措(cuo)施，則可(ke)(ke)能造成管(guan)道或支架損壞。
