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데드 볼륨은 실린더 엔드 캡, 포트 및 연결 통로에 갇힌 압축 공기를 의미하며, 이는 유용한 작업에 기여할 수 없지만 각 사이클마다 가압 및 감압되어야 합니다. 이는 비례하는 힘 출력을 생성하지 않으면서 추가 압축 공기를 필요로 함으로써 에너지 효율을 직접적으로 저하시킵니다.

고주기 실린더 씰에서 발생하는 열은 밀봉 요소와 실린더 표면 간의 마찰, 갇힌 공기의 단열 압축, 그리고 탄성 고분자 재료의 히스테리시스 손실로 인해 발생하며, 이는 80~120°C에 달하는 온도로 이어져 씰 열화를 가속화하고 시스템 신뢰성을 저하시킵니다.

공기 실린더 내의 다중상태 과정은 실제 공기 팽창을 나타내며, 열전달 조건, 사이클 속도 및 시스템 열적 특성에 따라 다중상태 지수(n)가 1.0(등온)에서 1.4(단열) 사이로 변동한다. 이는 PV^n = 상수 관계식을 따른다.

서덜랜드 법칙에 따라 저온에서는 공기 점도가 크게 증가하여 밸브, 피팅 및 실린더 포트를 통과하는 유동 저항이 높아집니다. 이는 유량 감소와 동작 개시에 필요한 압력 상승 기간 연장으로 인해 실린더 응답 시간을 직접적으로 증가시킵니다.

공압 시스템의 압력 강하 역학은 유체 역학 원리를 따르며, 각 제한 요소(포트, 피팅, 밸브)는 유속의 제곱에 비례하는 에너지 손실을 발생시킵니다. 전체 시스템 압력 강하는 모든 개별 손실의 합계로, 이는 사용 가능한 실린더 힘과 속도 성능을 직접적으로 저하시킵니다.