實行多級壓縮有如下優點：
 1、降低排氣溫度。當壓縮機的排氣壓力較高時，如仍采用單級壓縮，則壓力比將很大，從而造成排氣溫度遠遠高于允許值，使機器不能正常運行。如果采用多級壓縮，則每一級的壓力比可以減小，而且可以在級間施以中間冷卻措施，使每一級的吸氣溫度也很低(通常可以與第一級吸氣溫度相近)，這樣壓縮終了氣體排氣溫度便會大大降低，如圖83所示，由T2降至T′2計算表明，在吸氣溫度為27℃、吸氣壓力為0.1MPa的條件下，當排氣壓力為0.5MPa時，一次壓縮(n=1.4)的排氣溫度可高達197℃，所以要想使壓縮機提供高壓氣體必須采用多級壓縮。
 2、節省功率消耗。采用多級壓縮，可以通過在級間設置中間冷卻器的方法，使被壓縮氣體在經過一級壓縮后，先進行等壓冷卻，以降低溫度，再進入下一級氣缸。溫度降低、密度增
 大，這樣易于進一步壓縮，較之一次壓縮可以大大節省耗功量。圖84中斜線所標出的面積代表了兩級壓縮比一級壓縮所節省的功。
 3、提高氣缸容積利用率。由于制造、安裝以及運行三方面的原因，氣缸內的余隙容積總是不可避免的，而余隙容積不僅直接減小了氣缸的有效容積，而且其中所殘留的高壓氣體還必須膨脹至吸氣壓力，氣缸才能開始吸入新鮮氣體，這樣就等于進一步減小了氣缸的有效容積。不難理解，如果壓力比愈大，則余隙容積內殘留氣體膨脹愈劇，氣缸有效容積則愈小。在極限情況下，甚至能夠出現余隙容積內的氣體在氣缸內完全膨脹后，壓力仍不低于吸氣壓力，這時就無法繼續吸、排氣，氣缸的有效容積就變成了零。如果采用多級壓縮，則每一級的壓縮比很小，余隙容積內殘留氣體稍微膨脹即可達到吸氣壓力，這樣自然就可以使氣
 缸有效容積增大，從而提高氣缸容積的利用率。
 4、降低活塞上的最大氣體作用力。當壓縮比較高時，如果采用單級壓縮，則較高的終壓力作用在較大的活塞面積上，于是傳遞給運動機構的力也較大。若是多級壓縮，氣體壓力逐級升高，而氣缸的直徑卻逐級減小，這樣，在低壓級較大的活塞面積上作用的氣體壓力小，而高壓級是較高的氣體壓力作用在較小的活塞面積上。從而各級作用于運動機構上的力都比較小。如果再把各級合理配置，則更可以減小作用在運動部件上的力。
 壓縮機采用多級壓縮，級數的確定一般應綜合考慮這樣幾條原則：每一級的壓縮溫度在允許范圍之內；壓縮機的總功耗最少；機器結構盡量簡單，易于制造；運轉可靠。
 在遵循上述原則前提下，現有進氣壓力為大氣壓的壓縮機，其終壓力與級數通常按表32的統計值選取： 

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