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O volume morto refere-se ao ar comprimido preso nas tampas das extremidades do cilindro, nas portas e nas passagens de conexão que não podem contribuir para o trabalho útil, mas devem ser pressurizados e despressurizados a cada ciclo, reduzindo diretamente a eficiência energética ao exigir ar comprimido adicional sem gerar saída de força proporcional.
A geração de calor em vedantes de cilindros de ciclo elevado ocorre devido ao atrito entre os elementos de vedação e as superfícies do cilindro, à compressão adiabática do ar preso e às perdas por histerese nos materiais elastoméricos, com temperaturas que podem atingir 80-120 °C, o que acelera a degradação da vedação e reduz a fiabilidade do sistema.
Os processos politrópicos em cilindros pneumáticos representam a expansão do ar no mundo real, onde o índice politrópico (n) varia entre 1,0 (isotérmico) e 1,4 (adiabático), dependendo das condições de transferência de calor, velocidade do ciclo e características térmicas do sistema, seguindo a relação PV^n = constante.
A viscosidade do ar aumenta significativamente a baixas temperaturas, seguindo a lei de Sutherland, causando maior resistência ao fluxo através de válvulas, conexões e portas de cilindros, o que aumenta diretamente o tempo de resposta do cilindro, reduzindo as taxas de fluxo e prolongando os períodos de acumulação de pressão necessários para o início do movimento.
A dinâmica da queda de pressão em sistemas pneumáticos segue os princípios da mecânica dos fluidos, em que cada restrição (portas, conexões, válvulas) cria perdas de energia proporcionais ao quadrado da velocidade do fluxo, sendo a queda de pressão total do sistema a soma de todas as perdas individuais, reduzindo diretamente a força disponível do cilindro e o desempenho da velocidade.
