R2年ばいじん・粉じん特論問13（ダスト濃度測定における吸引速度）

ダスト濃度測定における吸引速度に関する記述として，誤っているものはどれか。

解答（こちらをクリック）

（２）

下図の①のように排ガスの流束と吸引速度が等しければ、排ガスの流れの線はまっすぐになり、吸引部でのダスト濃度は排ガス中のダスト濃度と等しくなります。

一方、②のように吸引速度が排ガスの流速よりも速いと、排ガスの流れの線の一部は吸引部に集まる一方で、ダストは慣性によりそのまま流れて吸引部には入らないで通過してしまうので、吸引部でのダスト濃度は排ガス中のダスト濃度よりも低くなってしまいます。

③のように吸引速度が流速よりも遅いと、排ガスの流れの線の一部は吸引部の外側に外れる一方で、ダストは慣性によりそのまま流れて吸引部に入ってしまうので、吸引部でのダスト濃度は排ガス中のダスト濃度よりも高くなってしまいます。

④のように、吸引速度と排ガス流速が同じで、吸引部が排ガスの流れに対して曲がっていると、排ガスの流れの線は吸引部前後で同じですが、ダストは慣性で吸引部に入らない絵通過してしまうので、吸引部でのダスト濃度は排ガス中のダスト濃度よりも低くなってしまいます。

等速吸引からのずれを表すために、デービスの式が使われます。

$\dfrac{C_n}{C}= \dfrac{v_n}{v}-\dfrac{1}{1+2Stk} \left(\dfrac{v_n}{v}-1\right)$

ストークス数Stkは以下にて定義されます。非等速吸引によるダスト濃度の誤差はストークス数が大きいほど大きくなります。

$Stk=\dfrac{\rho d_p^2 v_r}{9 \mu d}$

(2)について、ストークス数の式からガスの粘度が大きいほど，ストークス数は小さくなり、ストークス数が小さいほど非等速吸引時のダスト濃度の測定誤差は小さくなるため、(2)が誤りとなります。