H22年 ばいじん・粉じん特論 問3 問題と解説

サイクロンの粒子分離速度に関する記述として、誤っているものはどれか。

1. 粒子密度が大きいほど小さい。
2. ガス粘度が高いほど小さい。
3. 円周方向速度が大きいほど大きい。
4. 回転半径が大きいほど小さい。
5. 粒子径が大きいほど大きい。

　解 説　　　　

サイクロンでの分離速度を表す式というものがあります。一応、以下にその式を載せますが、特にこの式を覚えなくては解けない、という問題ではありません。

• v：分離速度
• ρ_p：粒子密度
• d_p：粒子径
• v_θ：円周方向粒子速度
• μ：ガスの粘度
• R：回転半径

もしこの式を知っていれば、粒子密度が大きくなると分離速度も大きくなるということがわかるため、選択肢(1)の内容が間違っているということがわかります。

しかし、この式を知らなくても、イメージで解いてしまっても構わないと思います。大きさが同じで重い粒子(=高密度)と軽い粒子(=低密度)の2つをサイクロンのように回転によって分離する際、重いほうが遠心力を強く受けるので早く分離できる、というイメージができれば、答えは出せます。