Зависимости p = f(Q), n = f(Q), η = f(Q) называют характеристиками турбокомпрессоров (рис. 1). Линия pc – характеристика системы. при уменьшении сопротивления сети Q возрастает. при отсутствии сопротивления сети подача достигает Qmax.
Рис. 1. Характеристика центробежного компрессора
При повышении p в нагнетательном трубопроводе из=за повышения сопротивления и статического напора Q уменьшается. Давление может повышаться до некоторого критического значения pк; Qк. При дальнейшем снижении Q < Qк давление будет уменьшаться p < pк – возникает явление помпажа. Помпаж характеризуется чередованием прекращения и возобновления подачи газа, сопровождается вибрациями компрессора и трубопроводов. Работа компрессоров в этой зоне не рекомендуется. В случае помпажа, после уменьшения p < pк компрессор может прекратить подачу, и даже возможно обратное движение газа с линии нагнетания на линию всасывания.
В диапазоне подачи Q > Qк наблюдается устойчивая работа компрессора. Режим работы при ηmax называется оптимальным. Вблизи оптимального находится номинальный режим, параметры которого определяются техническим заданием. Диапазон Qн’ < Qн < Qн’’ в пределах которого происходит снижение η на 2…3 % от ηmax, называют рабочей частью характеристики компрессора. работа в этом диапазоне наиболее благоприятна с точки зрения экономичности и динамической устойчивости.
Для воздушных компрессоров промежуточное водяное охлаждение применяют при ε > 2.5…4. Для газов с k < 1.4 промежуточное водяное охлаждение применяют при ε > 4. Средняя скорость в патрубках секции должна быть в пределах cн = cк = 30…60 м/с. Температура газа после холодильника выбирают равной Tк = Tн+(5…18k) или находят из условия: 
= 1.02…1.05.
Характеристики приводятся для определенных значений n, ρ, T, R. Если эти параметры изменяются, то происходит изменение Q, p, N. Так, при изменении n подача, степень сжатия и мощность изменяются следующим образом:
Qb = Qa 
; εb = [1+()2(εak-1/k-1)]k/k-1; Nb = 
()3Na.
Если изменяется R, k, ν, то степень сжатия будет;
εb = [1+ 
(εak-1/k-1)]k/k-1; pb = εbp1b.
Процесс регулирования сводится либо к поддержанию в сети заданного давления при изменяющейся подаче, либо к сохранению неизменным расхода при переменном давлении. Регулирование центробежных компрессоров производят дросселированием на входе или выходе; воздействием на поток газа на входе или в диффузоре; изменением частоты вращения.
Сжатие газов – процесс механического воздействия на них, связанный с изменением объема V и температуры T. Давление является функцией V и T: p = f(VT). Баланс энергии при сжатии газов в начале и конце процесса согласно 1 началу термодинамики определяется так: E1 = E2-Q-L, где Е1, Е2 – полная энергия рассматриваемой системы; L – механическая работа, затрачиваемая на трение; Q – количество теплоты, подводимой к газу. Полная энергия системы: E = Eк+Eп+U, где Eк = 
– кинетическая энергия; Eп = mgz+pV – потенциальная энергия положения – z и давления p; U – внутренняя энергия газа. Откуда общее уравнение баланса энергии компрессора:
E1к+E1п+U1 = E2к+E2п+U2-Q-L.
Подставив значения энергий в уравнения, получим:
mgz1+mp1V1+ 
+U1 = mgz2+mp2V2+ 
+U2-Q-L.
Отнеся все виды энергии к единице массы, выразим работу, затраченную компрессором на сжатие газа:
l = g(z2-z1)+ 
+(p2V2-p1V1)+(u2-u1)-q.
Если работа, затрачиваемая в компрессоре Lполн = Hпол – полный напор, то политропный к.п.д. определяется по формуле:
ηпол = 
= 
,
где Hп – потери напора из-за газодинамического несовершенства движения потока внутри колеса. ηпол можно определить по формуле:
ηпол = 
.