當管(guan)道(dao)熱脹(zhang)時，受各(ge)種支(zhi)架及(ji)其所連接設備的約(yue)束，即熱脹(zhang)受阻而產(chan)生熱應力。此外(wai)，由于管(guan)道(dao)局部(bu)的溫(wen)度分布不均，軸向及(ji)管(guan)內外(wai)存(cun)在溫(wen)度梯度，也產(chan)生熱應力。
圖(tu)9-14（a）所示為(wei)一端(duan)固(gu)定一端(duan)自由的管道，熱(re)脹(zhang)時不受(shou)阻，所以沒有熱(re)應力(li)(li)。圖(tu)9-14（b）為(wei)兩端(duan)固(gu)定的管道，熱(re)脹(zhang)受(shou)阻而產生熱(re)應力(li)(li)SE和(he)對固(gu)定點的作(zuo)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(guan)子的外徑為(wei)(wei)114mm，壁厚為(wei)(wei)5mm，截(jie)面積 A=1712m㎡
②. 熱應力 SE=0.116×1.94×105/100=225MPa。
③. 對固(gu)定點的(de)作(zuo)用(yong)力 Fx=1712×225=385200N
從上述例題可知，兩端(duan)固定(ding)沒有任何補(bu)償(chang)措施的(de)(de)管道雖然(ran)溫度的(de)(de)變化只有100℃，但(dan)熱應(ying)力(li)和對固定(ding)點的(de)(de)作(zuo)用力(li)都是很大的(de)(de)，如不采(cai)取補(bu)償(chang)措施，則可能(neng)造成(cheng)管道或支架損壞。
