R3年 ばいじん・粉じん特論 問7 問題と解説

　問 題　　　　　

圧力損失がコゼニー・カルマンの式で表せるダスト層において、ダスト層空隙(くうげき)率が0.9から0.85に、ダスト層厚が2倍になると圧力損失はおよそ何倍になるか。

1. 0.75
2. 1.33
3. 2.67
4. 5.34
5. 7.57

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

コゼニー・カルマンの式とは、ダスト層の圧力損失を表す式で、以下の通りです。

• Δp_d：ダスト層の圧力損失
• L：ダスト層厚
• μ：ガスの粘度
• u：ガスの流速
• d_ps：ダストの比表面積径
• ε：ダスト層の空隙率
• m_d：ダスト負荷
• ρ_p：ダストの密度

このうち、空隙率εが0.9から0.85へ、ダスト層厚がLから2Lへ変わると、変更前後の圧力損失の比は次のように計算できます。

よって、正解は(4)となります。

コゼニー・カルマンの式はやや複雑ですが、頻出かつこの式を正確に書ければ簡単に得点できる場合が多いので、公式として正確に覚えておきたいところです。