R1年ばいじん・粉じん特論問3（流通形式集じん装置内の集じん率）

図は，流通形式集じん装置内の流動状態が異なる場合について，その集じん率ηとwA/Q の関係を表している。装置内の流動状態の記述として，ア～ウのの中に挿入すべき語句の組合せとして，正しいものはどれか。ただし，w：粒子の分離速度，A：装置の全集じん面積，Q：処理ガス流量，とする。

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（５）

流通形式集じん装置の集じん率ηはガスの流動状態によって定まります。

$\eta=\dfrac{wA}{Q}（①層流状態）$

$\eta=1-\exp{\left(-\dfrac{wA}{Q}\right)}（②流れ方向の断面でダスト濃度が均一になる乱流）$

$\eta=\dfrac{1}{1+\frac{Q}{wA}}（③完全に混合され装置内のダスト濃度が均一になる乱流状態）$

装置内の流れはほとんどの場合、乱流のため、集じん率ηは乱れの強さによって変わります。流れ方向の断面でダスト濃度が均一であれば、②で表現されます。なお、この式はドイッチェの式と呼ばれます。

また、装置内のすべてで濃度が均一であれば、③で表現されます。

上記についてグラフにまとめると以下のようになります。なお、実際の装置内のガスの流れは完全な層流でも乱流でもないので、集じん率は青色の範囲で変化することになります。

以上より、(5)が正解となります。