R4年 ばいじん・粉じん特論 問5 問題と解説

　問 題　　　　　

電界中を移動する帯電粒子に働くクーロン力と、ガスの粘性抵抗力が釣り合うとき、粒子の移動速度が大きくなる条件として、誤っているものはどれか。

1. 粒子の帯電量が大きくなる。
2. 粒子径が大きくなる。
3. 電界強度が大きくなる。
4. カニンガムの補正係数が大きくなる。
5. ガス粘度が小さくなる。

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

電気集じん装置内で、クーロン力とガスの粘性力が釣り合う際の粒子の移動速度v_eを示す式は、以下のように表すことができます。

• v_e：粒子の移動速度
• q：粒子の帯電量
• E：電界強度
• μ：ガスの粘度
• d_p：粒子径
• C_m：カニンガムの補正係数

本問の類題は数年ごとに出題されるため、上式は重要事項として押さえておきたい公式です。しかし、上式を覚えていない場合でも、これは正解したい問題です。

というのも、粒子の帯電量qなどが一定であるとき、粒子径d_pの小さい小粒の粒子のほうが遠くに飛ばされるイメージは想像しやすいと思います。そうであれば、粒子径d_pが小さければ移動速度v_eは大きくなりますし、逆に、粒子径d_pが大きければ移動速度v_eは小さくなるといえます。

よって、選択肢(2)のように粒子径d_pが大きくなると移動速度v_eも大きくなるというのは、明らかに誤りであると判断することができます。

以上から、正解は(2)となります。