使用水力旋流器分級的過程從本質(zhì)上來說是利用不同狀態(tài)的物質(zhì)的物理特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。在傳統(tǒng)的重力作用下的分級中，密度小的流體物質(zhì)往上方運(yùn)動，與此同時(shí)，固體的顆粒在重力的影響下往下方落下。另外，受顆粒大小的影響，不同大小顆粒的下落速度是不同的，我們可以通過調(diào)節(jié)旋流器的流速達(dá)到預(yù)期的分級效果。
不過僅僅在重力的作用下分級，難以達(dá)到理想的分級效果，分級受限比較明顯，因此我們在分級中加入了旋流來強(qiáng)化分級的效果。在旋流器內(nèi)部，在離心力和重力的雙重作用下，因?yàn)殡x心力較大的關(guān)系，顆粒首先進(jìn)行離心沉降，然后才會重力沉降，這個(gè)過程中，離心沉降的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過重力沉降。
旋流器內(nèi)部的流體狀態(tài)具有比較明顯的特征，其主要的特征如下圖所示：
圖中，用雙螺旋的模型極其貼切的說明了在分級過程中旋流器內(nèi)部流體發(fā)生的運(yùn)動：內(nèi)部流動和外部流動。另外，蓋下短路流、循環(huán)流、零軸速包絡(luò)面(LZVV)和空氣柱也是水力旋流器內(nèi)流體流態(tài)的基本特征。在流體旋轉(zhuǎn)的作用下，不同的固態(tài)顆粒在大小不同的作用力下發(fā)生速度不同的沉降，從而實(shí)現(xiàn)大顆粒在底部排出，小顆粒從溢流口排除，達(dá)到有效的分級效果。
