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扩散泵中的油在加热到沸腾温度(约为200度)后产生大量的油蒸气，油蒸气经导流管从各级喷嘴定向高速喷出。由于扩散泵进气口附近被抽气体的分压强高于蒸气流中该气体的分压强，被抽气体的分子便不断扩散到高速定向蒸气流中，随着蒸气流带走。气体分子随蒸气流碰到泵壁又反射回来，再受到蒸气流碰撞而重新沿蒸气流方向流向泵壁。经过几次碰撞后，气体分子被压缩到低真空端，再由下几级喷嘴喷出的蒸气进行多级压缩，最后由前级泵抽走，而油蒸气在冷却的泵壁上被冷凝后又返回到下层重新被加热，如此循环工作达到抽气目的。
