當(dāng)介質(zhì)阻力與機(jī)械阻力的合力即沉降阻力，超過(guò)顆粒所受離心力時(shí)，顆粒沉降速度受臨近顆粒影響變大，干擾沉降效應(yīng)變強(qiáng)，顆粒滯留嚴(yán)重、錯(cuò)配比例升高。此時(shí)，旋流器內(nèi)部由于顆粒的滯留形成自生介質(zhì)層，產(chǎn)生分選作用。很終導(dǎo)致旋流器溢流跑粗、底流夾細(xì)現(xiàn)象加劇，分級(jí)效率與分級(jí)精度降低。

用途廣泛的分離、分級(jí)、分選設(shè)備—水力旋流器的主要優(yōu)勢(shì)為：物料在器內(nèi)停留時(shí)間短，效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，占地少，投資少，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部件，故容易制造、維護(hù)及修理，易于連續(xù)化操作及自動(dòng)控制。但旋流器內(nèi)部的流場(chǎng)非常復(fù)雜，不僅內(nèi)部流體高速旋轉(zhuǎn)，而且還存在著渦流、短路流。

 

分級(jí)效率隨入料壓力的增大而提高，底流濃度也隨之增大，濃縮效果變好。隨著入料壓力的繼續(xù)增大，旋流器內(nèi)部的容積濃度不斷升高，顆粒間隙變小、稠密程度增強(qiáng)。當(dāng)壓力持續(xù)升高并超值時(shí)，顆粒與流體介質(zhì)之間的相對(duì)加速度變大，介質(zhì)阻力增大；粒群由于顆粒間隙變小、體積濃度增大，顆粒與顆粒、顆粒與器壁之間的碰撞頻率加快，機(jī)械阻力增大。

 

短路流分頂蓋下短路流和側(cè)壁短路流。雖然側(cè)壁短路流也影響旋流器的分離性能，但側(cè)壁邊界層中存在著徑向脈動(dòng)，使被短路的物料有機(jī)會(huì)返回分離區(qū)，從而削弱了它的影響。而蓋下邊界層中的流體基本上不存在再返回的機(jī)會(huì)，因而其在對(duì)旋流器性能影響的因素中占有重要地位。

 

當(dāng)濃度適中時(shí)，頂蓋下出現(xiàn)一個(gè)會(huì)抑止短路流的渦流，對(duì)旋流器分離性能的提高是有利的。濃度過(guò)低會(huì)改變頂蓋下流體的流型，出現(xiàn)多個(gè)渦流，促進(jìn)了短路流的流動(dòng)，從而使旋流器分離性能下降。而濃度過(guò)高，會(huì)引起干涉沉降，促進(jìn)短路流和能量消耗，對(duì)旋流器分離性能和操作不利。

 

當(dāng)濃度適中時(shí)，一般只出現(xiàn)一個(gè)與邊界層流體方向相反的旋渦，從流型來(lái)說(shuō)，是對(duì)減小蓋下短路流的流量有利的。但通過(guò)理論分析證明，增大溢流管的外徑是減小短路流流量行之的方法，而只改變溢流管外形而不改變其尺寸對(duì)減小短路流流量的效果不是很好，或者說(shuō)較差。實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，增大溢流管這種方法是行之的。

 

而在分級(jí)過(guò)程中,檢驗(yàn)分離產(chǎn)物質(zhì)量時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)溢流中出現(xiàn)了不該出現(xiàn)的粗顆粒，損害了產(chǎn)品的質(zhì)量。解決蓋下短路流將為分級(jí)作業(yè)帶來(lái)明顯的好處，尤其是以溢流細(xì)顆粒為產(chǎn)物的場(chǎng)合。但由于蓋下短路流的復(fù)雜性，外對(duì)其研究不多，對(duì)于如何克服其短路效應(yīng)的方法亦不多，為此我們作了相應(yīng)研究。