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Le volume mort désigne l'air comprimé emprisonné dans les embouts, les orifices et les passages de raccordement des cylindres qui ne peut contribuer au travail utile, mais qui doit être pressurisé et dépressurisé à chaque cycle, ce qui réduit directement l'efficacité énergétique en nécessitant de l'air comprimé supplémentaire sans générer de force proportionnelle.
La génération de chaleur dans les joints de cylindre à cycle élevé est due au frottement entre les éléments d'étanchéité et les surfaces du cylindre, à la compression adiabatique de l'air emprisonné et aux pertes par hystérésis dans les matériaux élastomères, avec des températures pouvant atteindre 80 à 120 °C, ce qui accélère la dégradation des joints et réduit la fiabilité du système.
Les processus polytropiques dans les vérins pneumatiques représentent l'expansion réelle de l'air, où l'indice polytropique (n) varie entre 1,0 (isothermique) et 1,4 (adiabatique) en fonction des conditions de transfert thermique, de la vitesse du cycle et des caractéristiques thermiques du système, selon la relation PV^n = constante.
La viscosité de l'air augmente considérablement à basse température, conformément à la loi de Sutherland, ce qui entraîne une résistance accrue à l'écoulement dans les vannes, les raccords et les orifices des cylindres. Cela augmente directement le temps de réponse des cylindres en réduisant les débits et en prolongeant les périodes de montée en pression nécessaires au déclenchement du mouvement.
La dynamique des pertes de charge dans les systèmes pneumatiques suit les principes de la mécanique des fluides, selon lesquels chaque restriction (ports, raccords, vannes) entraîne des pertes d'énergie proportionnelles au carré de la vitesse d'écoulement, la perte de charge totale du système étant la somme de toutes les pertes individuelles, ce qui réduit directement la force disponible du vérin et les performances en termes de vitesse.
