當管道(dao)熱(re)脹(zhang)(zhang)時(shi)，受各(ge)種支架及(ji)(ji)其所連接設備的約束(shu)，即熱(re)脹(zhang)(zhang)受阻而產生熱(re)應(ying)力(li)。此外，由于管道(dao)局部(bu)的溫度分布不均(jun)，軸向及(ji)(ji)管內外存(cun)在溫度梯(ti)度，也產生熱(re)應(ying)力(li)。
圖9-14（a）所示為一端(duan)固(gu)定(ding)一端(duan)自(zi)由的(de)管道(dao)，熱脹(zhang)時不受(shou)阻，所以沒有熱應力(li)(li)。圖9-14（b）為兩(liang)端(duan)固(gu)定(ding)的(de)管道(dao)，熱脹(zhang)受(shou)阻而產生(sheng)熱應力(li)(li)SE和對固(gu)定(ding)點的(de)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 管子的外徑(jing)為(wei)114mm，壁厚為(wei)5mm，截面積(ji) A=1712m㎡
②. 熱應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固定點的作(zuo)用力 Fx=1712×225=385200N
從上述例(li)題可(ke)知(zhi)，兩端(duan)固(gu)定沒有任(ren)何補(bu)償措施的(de)(de)管道(dao)雖(sui)然溫度的(de)(de)變化(hua)只有100℃，但熱(re)應力(li)和對固(gu)定點的(de)(de)作用力(li)都是很大的(de)(de)，如不(bu)采(cai)取補(bu)償措施，則可(ke)能造成管道(dao)或支(zhi)架損壞。
