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Gaszylindermechanismen arbeiten durch kontrollierte Gasexpansion oder -kompression unter Verwendung von Kolben, Ventilen und Kammern, um chemische oder thermische Energie in mechanische Bewegung umzuwandeln, was sich grundlegend von pneumatischen Systemen unterscheidet, die Druckluft verwenden.
Das grundlegende Gesetz der Pneumatik ist das Pascalsche Gesetz in Verbindung mit dem Boyle'schen Gesetz, das besagt, dass der auf die eingeschlossene Luft ausgeübte Druck in alle Richtungen gleichmäßig übertragen wird, während das Luftvolumen umgekehrt proportional zum Druck ist, was die Kraftmultiplikation und das Systemverhalten in pneumatischen Anwendungen bestimmt.
Gas ist ein Zustand der Materie, der durch Moleküle in ständiger Zufallsbewegung mit vernachlässigbaren zwischenmolekularen Kräften gekennzeichnet ist, die jeden Behälter vollständig ausfüllen und dabei ein kompressibles Verhalten zeigen, das durch die Beziehungen zwischen Druck, Volumen und Temperatur bestimmt wird.
Das Prinzip der Gasströmung wird durch die Kontinuitätsgleichung, die Impulserhaltung und die Energieerhaltung bestimmt, wobei Gasgeschwindigkeit, Druck, Dichte und Temperatur durch kompressible Strömungsgleichungen interagieren, die sich grundlegend von der inkompressiblen Flüssigkeitsströmung unterscheiden.
Die Theorie der Pneumatik basiert auf der Energieumwandlung von Druckluft, bei der atmosphärische Luft komprimiert wird, um potenzielle Energie zu speichern, die durch Verteilersysteme übertragen und durch Aktuatoren in mechanische Arbeit umgewandelt wird, wobei thermodynamische und strömungsmechanische Prinzipien zum Tragen kommen.
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