Основной частью центробежных компрессоров и воздуходувок является рабочее колесо. лопатки в этих колесах загнуты назад с β2 = 40…50°. Число лопаток z = 14…28, определяют по формуле:
z = 
.
Окружные скорости на выходе из рабочего колеса составляют u2 = 250…300 м/с. При выборе окружных скоростей, обеспечивающих ηmax пользуются критерием Маха:
M = 
,
где с2 – абсолютная скорость газа на выходе из рабочего колеса; a2 – скорость звука в газе.
Для достижения наилучших характеристик число Маха должно быть в пределах M = 0.55…1.
В диффузорах компрессора снижается скорость движения сжатого газа, вследствие чего повышается давление – повышается Епот. Различают безлопаточные и лопаточные диффузоры.
Безлопаточный представляет собой канал, ограниченный двумя параллельными стенками. Движение газа в таких диффузорах менее упорядочено по сравнению с лопаточными, поэтому их η на 3…4 % меньше.
Лопаточный диффузор состоит из неподвижных лопаток, которые упорядочивают движение газов и быстрее снимают скорость до требуемого значения. Поэтому диаметр в них меньше, чем у безлопаточных.
Степень расширения диффузора 
= 1.6. Лопатки могут быть прямолинейными и криволинейными. Число лопаток определяют по формуле:
zg = 
,
а для прямолинейных:
z = 
,
где δ ≤ 10° - угол диффузорности. Криволинейные диффузоры имеют больший к.п.д., но сложнее изготовляются. zg = z; 
± целого числа.
Сжатый газ из диффузора поступает обратный направляющий аппарат, который выполняет роль всасывающей камеры последующей ступени. В направляющем аппарате предусматривают лопатки, число которых обычно z = 12…15. На входе в обратный направляющий аппарат предусматривают угол α5 = 30°, на выходе – α6 = 90°. Ширина направляющего аппарата на входе:
b5 = b4 
;
на выходе
b6 = 
.
Для сбора газа после концевой ступени в компрессорах служит нагнетательная камера, которая может иметь постоянное сечение или форму улитки. Поперечное сечение улитки может быть круглым, грушевидным, трапециевидным и прямоугольным. Угол расширения Θ для диффузорных улиток составляет 50…60°, а для бездиффузорных - 45°. Коэффициент сопротивления улитки ζ = 0.1…1 зависит от угла входа при входе в улитку αопт = 12° - ζ = 0.1 [рис. 11.9, 8].
При работе центробежного компрессора между ступенями, а также внутри ступени возникают перепады давлений, которые вызывают перетоки газа через зазоры между перемычками ступеней и валов, а также между дисками рабочих колес и корпусами ступеней. В центробежных компрессорах применяют лабиринтные уплотнения (рис. 1).
Рис. 1. Основные схемы лабиринтных уплотнений
Величина зазора Δ = 0.1…0.5 мм в зависимости от размеров вала. Расход газа через лабиринтное уплотнение определяют по формуле Стодола:
G = απDρmΔg 
,
где α – коэффициент расхода уплотнения; ρm – средняя плотность газа; z – число гребней уплотнения; Δp = p1-p2 = 
ρm(
) – перепад давлений.
Большая часть утечек происходит внутри ступени.
Осевой компрессор комбинируется из нескольких ступеней давления. Ступень состоит из вращающегося венца рабочих и неподвижного венца направляющих лопастей. Рабочие закреплены в роторе, направляющие – к корпусе компрессора.
Первая ступень может выполняться с входными направляющими лопастями и без них. Последняя ступень всегда выполняется с выходными направляющими лопастями, которые раскручивают поток и уменьшают выходные потери энергии.
Рис. 2. Плоская решетка профилей.
При политропном процессе энергия потока определяется по формуле:
L = 
RT1((
)n-1/n-1)-1)+ 
.
Ступени осевых компрессоров характеризуют степенью реактивности:
P = 1- 
.
Ступени осевых компрессоров выполняют с P = 0.5…1.
Осевые компрессоры, как правило, выполняют многоступенчатыми. проточная полость образуется межлопастными каналами венцов рабочих и направляющих лопастей и поверхностями корпуса и втулки. В зависимости от формы внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности втулки различают 2 типа проточной полости:
1. dвт = const; dк = var; 2. dвт = var; dк = const.
В обоих случаях радиальная длина рабочих и направляющих лопастей уменьшается в направлении от первой ступени к последней. Уменьшение длины лопасти обусловлено уменьшением объема газа при сохранении осевой скорости. Минимальная высота примерно равна 40 мм.
Осевые компрессоры характеризуются втулочным соотношением ν = 
: на входе νвх = 0.5…0.8, на выходе νвых = 0.7…0.9. Существуют варианты с dвт = var, dк = var. Для стационарных осевых компрессоров в основном применяют вариант 1.
Существенное влияние на эффективность осевых компрессоров оказывает аэродинамика подводящего и отводящего каналов. Их выполняют в виде спиральных и осевых каналов переменного сечения: диффузоров и конфузоров.
Лопасти выполняют винтовыми, редко цилиндрическими. Они жестко сопрягаются с сухарем [рис. 12.7, 2], имеющим боковые зубцы. Сухарь вводится в канавку во втулке через специальный замковый колодец. Направляющие лопасти могут крепиться к корпусу как рабочие или на цилиндрических бандажах из двух секций [рис. 12.8, 2].