物體普遍存在熱脹冷縮現(xiàn)象。當溫度升高時,物體的長度就會伸長,體積就會增大;反之,當溫度降低時,長度就會縮短,體積就會縮小。這一因溫度謹高引起物體長度伸長、體積增大的現(xiàn)象,前者叫做線膨脹,后者叫做體膨脹。固體的膨脹既是線膨脹又是體膨脹,液體和氣體的膨脹僅是體膨脹。
固體受熱膨脹時,如果兩端固定不能自由伸長,就要產(chǎn)生巨大的推力,使物體本身和相接觸其他物體受損,甚至破壞。因此,鍋爐結(jié)構(gòu)的鍋筒、集箱、水冷壁、鋼架、爐墻等設計安裝和檢驗時,必須充分考慮熱膨脹,注意應留有熱脹冷縮余地。
如果鍋筒兩端固定不能自由伸長,鍋筒由于熱膨脹被約束而產(chǎn)生巨大的推力,將促使鍋爐受壓元件(鍋筒)或支座變形損壞,爐墻開裂倒塌,嚴重危及鍋爐的安全運行和使用壽命。
另外,當鍋爐受熱部件發(fā)生溫度不均勻時,會由于熱脹不同,產(chǎn)生很大熱應力,使部件發(fā)生彎曲變形,甚至損壞。這一情況特別易于在鍋爐起動升溫和停爐過程中發(fā)生。為此,要求鍋爐運行操作時,嚴格執(zhí)行鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定,限制起動升溫速度和停爐冷卻速度。
液體的熱膨脹是體膨脹。不同的液體在受熱相同的情況下,其體積的增大也不同。故各種液體都各自的體膨脹系數(shù)。液體的膨脹,在鍋爐中,主要發(fā)生在冷爐起動過程中,鍋內(nèi)存水發(fā)生膨脹,使水位升高。通常要求冷爐起動時,水位處于低水位。