R4年 ばいじん・粉じん特論 問7 問題と解説

　問 題　　　　　

バグフィルターの圧力損失(ろ布とダスト層の圧力損失の和)が、ろ過速度uに比例する場合、以下の条件における圧力損失の値(Pa)は、およそいくらか。

• ろ過速度u　　　　：0.03m/s
• ろ布の汚れ係数ξ_f　：2.0×10⁸m^－1
• ダスト層の比抵抗α：5.0×10⁹m/kg
• ダスト負荷m_d　　 ：0.1kg/m²
• ガス粘度μ　　　　：1.83×10^－5Pa・s

1. 110
2. 275
3. 285
4. 384
5. 769

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

本問は、バグフィルターの圧力損失(ろ布とダスト層の圧力損失の和)の式を使う計算問題です。問題文で式が与えられているわけでもないため、これは難易度の高い問題といえます。

出題頻度から見れば、この式の構成や変数を正確に覚えておくメリットは小さいと感じます。そのため、個人的には、この問題は捨て問題にしてしまっても仕方ないと思います。

一応解説を示しておくと、バグフィルターの圧力損失(ろ布とダスト層の圧力損失の和)の式は、以下のように示されます。

• Δp：バグフィルターの圧力損失 [Pa]
• Δp_f：ろ布の圧力損失 [Pa]
• Δp_d：ダスト層の圧力損失 [Pa]
• ξ_f：ろ布の汚れ係数 [m^－1]
• α：ダスト層の比抵抗 [m/kg]
• m_d：ダスト負荷 [kg/m²]
• μ：ガス粘度 [Pa・s]
• u：ろ過速度 [m/s]

上式より、Δpは次のように計算できます。

以上から、正解は(4)となります。

なお、上式のパラメータの一つであるΔp_d(ダスト層の圧力損失)は、コゼニー・カルマンの式によって求めることができます。本問は捨て問題だとしても、コゼニー・カルマンの式を使った設問は頻出なので、もし知識が曖昧な場合にはR2年 問8やH29年 問8を確認しておいてください。