令和3年度 公害防止管理者 ばいじん・粉じん特論 問6を解説｜障害物形式の捕集
令和3年度 ばいじん・粉じん特論 問6は、障害物形式の集じん装置における粒子の捕集に関する正誤問題です。重力・慣性・拡散・遮り（さえぎり）といった捕集機構と、その効きやすさの向きのうち、誤っているものを選びます。
この問題のポイント
捕集体（繊維や液滴などの障害物）に粒子を付着させる機構は、粒子の大きさで主役が入れ替わります。大きな粒子は慣性で流線から外れてぶつかり（慣性衝突）、ごく小さな粒子はブラウン運動による拡散で捕まり、中間では遮りが効きます。引っかけの核心はストークス数と慣性捕集効率の向きで、ストークス数が大きいほど慣性でぶつかりやすくなるという関係を、逆に書いていないかが分かれ目です。
※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。
正解：選択肢(2)（誤っている記述）
各選択肢の正誤
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ○（正しい） | 粒子径が大きいほど重力沈降が速く、重力による分離速度は大きくなります。正しい記述です。 |
| (2) | ×（誤り） | 向きが逆です。ストークス数が大きいほど粒子は流線に乗りきれず捕集体へ衝突しやすくなり、慣性による捕集効率は大きくなります。 |
| (3) | ○（正しい） | 粒子径0.1 µm以下では慣性が弱く、ブラウン運動による拡散が捕集の主役になります。正しい記述です。 |
| (4) | ○（正しい） | 捕集体寸法に対する粒子径の比が大きいほど、流線に沿ったままでも捕集体に触れやすく、遮りによる捕集効率は大きくなります。正しい記述です。 |
| (5) | ○（正しい） | 遮りは粒子が流線に沿って捕集体表面をかすめる機構で、流れが緩やかなほど有利です。ガス速度が小さいときに効果的で、正しい記述です。 |
選択肢(2)のポイント（ここが誤り）
ストークス数は、粒子が流れの向きの変化にどれだけ乗り遅れるかを表す無次元数です。ストークス数が大きいほど、粒子は捕集体の手前で流線が曲がってもまっすぐ進もうとしてそのままぶつかり、慣性衝突で捕まります。つまりストークス数が大きいほど慣性による捕集効率は大きくなるのが正しい向きで、選択肢(2)の「小さくなる」は関係を逆に書いた誤りです。粒子が大きい・速度が速い・捕集体が小さいほどストークス数は大きくなり、慣性捕集が効きます。
覚え方
- ストークス数大→慣性捕集効率も大。向きを逆にしない。
- 大粒子は慣性衝突、0.1 µm以下は拡散、中間は遮りが主役。
- 遮りはガス速度が小さいほど効く。慣性は速いほど効く。
理解度チェック
ストークス数が大きくなると、慣性による捕集効率はどうなる？
大きくなります。粒子が流線の曲がりに乗り遅れて捕集体へ衝突しやすくなるためです。「小さくなる」は逆で誤りです。
0.1 µm以下のごく小さな粒子で主役になる捕集機構は？
拡散（ブラウン運動）です。慣性がほとんど効かない代わりに、細かい粒子ほど激しく動き回って捕集体に接触します。
この問題に関連する用語解説
出典
- 一般社団法人 産業環境管理協会「令和3年度 公害防止管理者等国家試験 ばいじん・粉じん特論 問題・正解」（公式PDF）
※ この記事の確認日：2026年7月