固定管板式换热器的壳体与管子,在安装温度下,它们的长度均为L;当操作时,壳体和管子的温度都升高,若管壁温度高于壳壁温度,则管子自由伸长量δt和壳体自由伸长量δs分别为:
δt = αt(tt - t0)L, δ = αs(ts - t0)L
式中,αt,αs—分别为管子和壳体材料的温度膨胀系数,1/℃;t0—安装时的温度,℃,tt,ts—分别为操作状态下管壁温度和壳壁温度,℃。
由于管子与壳体是刚性连接,所以管子和壳体的实际伸长量必须相等,因此就出现壳体被拉伸,产生拉应力;管子被压缩,产生压应力。此拉、压应力就是温差应力。这就是温差应力产生的原因。