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Il volume morto si riferisce all'aria compressa intrappolata nei tappi terminali dei cilindri, nelle porte e nei passaggi di collegamento che non può contribuire al lavoro utile ma deve essere pressurizzata e depressurizzata ad ogni ciclo, riducendo direttamente l'efficienza energetica poiché richiede aria compressa aggiuntiva senza generare una forza proporzionale.
La generazione di calore nelle guarnizioni dei cilindri ad alto ciclo è dovuta all'attrito tra gli elementi di tenuta e le superfici dei cilindri, alla compressione adiabatica dell'aria intrappolata e alle perdite per isteresi nei materiali elastomerici, con temperature che possono raggiungere gli 80-120 °C, accelerando il degrado delle guarnizioni e riducendo l'affidabilità del sistema.
I processi politropici nei cilindri pneumatici rappresentano l'espansione dell'aria nel mondo reale, dove l'indice politropico (n) varia tra 1,0 (isotermico) e 1,4 (adiabatico) a seconda delle condizioni di trasferimento del calore, della velocità del ciclo e delle caratteristiche termiche del sistema, seguendo la relazione PV^n = costante.
La viscosità dell'aria aumenta significativamente alle basse temperature secondo la legge di Sutherland, causando una maggiore resistenza al flusso attraverso valvole, raccordi e porte dei cilindri, il che aumenta direttamente il tempo di risposta dei cilindri riducendo le portate e prolungando i periodi di accumulo di pressione necessari per l'avvio del movimento.
La dinamica della caduta di pressione nei sistemi pneumatici segue i principi della meccanica dei fluidi, secondo cui ogni restrizione (attacchi, raccordi, valvole) crea perdite di energia proporzionali al quadrato della velocità del flusso, con la caduta di pressione totale del sistema che è la somma di tutte le singole perdite, riducendo direttamente la forza disponibile del cilindro e le prestazioni di velocità.
