Наиболее распространенными машинами для сжатия газов являются компрессоры. При помощи компрессоров сжимают газы и накачивают их в замкнутые сосуды, а также проводят процессы, требующие непрерывной подачи газов.

Ротационные и центробежные компрессоры не нашли приме­нения для сжатия газов до высоких давлений и, за исключением немногих конструкций циркуляционных насосов, в этой области почти исключительно применяются поршневые компрессоры с возвратно-поступательным движением поршня.

Поршневые компрессоры на давление 100—1000 ат освоены в производстве и работают вполне удовлетворительно, но ком­прессоры на 1500—5000 ат все еще следует рассматривать не как стандартное, а как специальное сложное оборудование, причем главным образом лабораторного типа.

За последнее время химические процессы под высоким давле­нием широко внедрились в производство и в связи с этим компрессоростроение высокого давления выделилось в крупную от­расль специального машиностроения.

На химических заводах работают компрессоры производи­тельностью до 10 000 м3/час при давлении 850 ат, а в лаборато­риях проводятся исследования, при которых компрессоры сжи­мают газ до рабочего давления 5000 ат.

В послевоенный период в результате большой конструктор­ской работы, начатой еще в годы Великой Отечественной войны, компрессоростроительные заводы СССР перешли на выпуск но­вых, более совершенных компрессоров, спроектированных на базе широко проведенной унификации, с использованием новей­ших достижений техники [165].

Специфичность конструирования компрессоров высокого да­вления обусловливается отклонениями газов от законов идеаль­ного состояния (при сверхвысоких давлениях газы отклоняются от закона Бойля-Мариотта в несколько раз), повышенными сопро­тивлениями в клапанах и трубопроводах, высокими механиче­скими напряжениями, эрозией клапанов и в некоторых случаях коррозией стенок газовой средой. Уменьшение сжимаемости га­зов при сверхвысоких давлениях неблагоприятно сказывается на затрачиваемой мощности компрессора. Увеличенный расход энергии вызывается тем, что уже сжатый до высокого конечного давления реальный газ занимает в цилиндре больший объем, чем должен был бы занимать газ идеальный. Вследствие этого уве­личивается длина пути поршня, на которой он преодолевает уси­лие от полного рабочего давления, что соответственно приводит к повышению мощности, расходуемой компрессором.

С термодинамической точки зрения число ступеней сжатия должно быть максимальным, что при охлаждении цилиндров и наличии  промежуточных холодильников приближает процесс сжатия к наиболее выгодному — изотермическому процессу.

Однако при выборе числа ступеней сжатия кроме термодина­мического коэфициента полезного действия следует учитывать потери давления в клапанах и промежуточных холодильниках, потери на трение в движущихся частях, допустимые темпера­туры сжатия, габариты компрессора, стоимость изготовления и эксплоатационные расходы.

С ростом мощности и числа ступеней компрессора все боль­шее значение приобретает его надежность, долговечность, удоб­ство обслуживания и равномерность диаграммы тангенциальных усилий. Последнее особенно важно при применении синхронного электродвигателя. В малых компрессорах более существенны простота конструкции, компактность, многооборотность и дина­мическая уравновешенность. Большое влияние на выбор числа ступеней имеет стоимость энергии и регулярность загрузки ком­прессора, так как амортизационные расходы исчисляются в соот­ветствии с временем его использования в течение суток. Таким образом, как правило, число ступеней должно быть меньшим у компрессоров, предназначенных для непродолжительной работы. В последнем случае вопрос о расходе энергии отходит на второй план и решающим фактором становится стоимость машины, число ступеней в которой выбирается минимально-возможным, исходя из предела допустимых температур в цилиндрах.

М. И. Френкель [165] приводит следующие соотношения ме­жду числом ступеней и конечным давлением в выполненных кон­струкциях компрессоров:

Однако у сравнительно больших и особенно у малых ком­прессоров возможны значительные отклонения от указанных выше величин. Так, например, некоторые модели лабораторных компрессоров сжимают газ в четырех ступенях до 1000 и даже 4000 ат. Одна модель лабораторного компрессора на рабочее да­вление 150 ат имеет две ступени со степенью сжатия на первой от 20 до 25. Несмотря на масляную смазку, этот компрессор при­меняется даже для сжатия воздуха. Отсутствие нагарообразова- ния в цилиндрах с последующими взрывами можно объяснить малыми размерами компрессора, при которых обеспечивается хорошее охлаждение газа. Высокую степень сжатия имеют ино­гда и довольно крупные компрессоры, в особенности там, где необходимо уменьшить габариты и вес установки. Известен ряд компрессоров, сжимающих воздух до 200—225 ат, в двух сту­пенях.