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壓縮機通過曲柄搖桿的往復運動使圓柱面氣缸的容積發生周期性變化，電機運轉一周氣缸容積有兩次方向相反的變化。當正方向是氣缸容積擴展方向時，氣缸容積為真空，大氣壓大于氣缸內氣壓，空氣通過朝氣閥門進入氣缸，此時為吸氣過程：當反方向是容積縮小方向時，進入氣缸內的氣體受到壓縮，容積內的壓力迅速增加，當大于大氣壓力時，排氣閥門被打開，此時為排氣過程。

單軸雙缸的結構布置使壓縮機氣體流量在額定轉速一定時為單缸的兩倍，并使得單缸壓縮機產生的振動噪音得到很好的解決，整體結構更加緊湊。

之后，氣體流經擴散器的通道時，通道的截面逐漸增大，前面的氣體分子流速減小，后面的氣體分子不斷向前流動，使氣體的大部分動能轉化為靜壓能，進一步起到增壓的作用。離心式空壓機之所以要有高轉速是因為：對于一定尺寸的葉輪，轉速越高，氣體得到的能量越多，壓力增加越大；對于相同的圓周速度，轉速n越高，葉輪直徑越小，因而壓縮機的體積和重量越小；由于離心式空壓機通過葉輪可以增加的壓力有限，單級壓力比(出口壓力與入口壓力之比)一般只有1.32.0。如果生產過程所需的氣體壓力較高，例如全低壓空分設備中的離心式空氣壓縮機需要將空氣壓力從0.1兆帕提高到0.60.7兆帕，需要多級壓縮。

速度型壓縮機——是回轉式連續氣流壓縮機，在其中高速旋轉的葉片使通過它的氣體加速，從而將速度能轉化為壓力。這種轉化部分發生在旋轉葉片上，部分發生在固定的擴壓器或回流器擋板上。離心式壓縮機——屬速度型壓縮機，在其中有一個或多個旋轉葉輪（葉片通常在側面）使氣體加速。主氣流是徑向的。軸流式壓縮機——屬速度型壓縮機，在其中氣體由裝有葉片的轉子加速。主氣流是軸向的。




混合流式壓縮機——也屬速度型壓縮機。其轉子的形狀結合了離心式和軸流式兩者的一些特點。噴射式壓縮機——利用高速氣體或蒸汽噴射流帶走吸入的氣體，然后在擴壓器上將混合氣體的速度轉化為壓力。永磁變頻壓縮機——由于變頻化的螺桿空壓機利用了變頻器的無級調速特點，通過控制器或變頻器內部的PID調節器，能平緩啟動；對用氣量波動比較大的場合，又能快速調節響應