令和元年度 公害防止管理者 ばいじん・一般粉じん特論 問5を解説｜レイノルズ数とストークス数
令和元年度 ばいじん・一般粉じん特論 問5は、慣性力集じんで使う無次元数に関する問題です。レイノルズ数Reとストークス数Stkの定義について、正しい組合せを選びます。
この問題のポイント
2つの無次元数は「どの密度を使うか」で見分けられます。レイノルズ数は流れ（ガス）が乱れやすいかを表す数なのでガス密度を使い、ストークス数は粒子が流れの曲がりに乗り切れずに直進して捕集体へ当たる度合いを表す数なのでダスト（粒子）密度と、効きの強い粒子径の2乗を使います。分かれ目は、この密度の割り当てと、ストークス数の分母に捕集体寸法が入る形を取り違えないことです。
※ 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(1)
各選択肢の正誤
| 無次元数 | 正しい定義（読み解き） |
|---|---|
| レイノルズ数 Re | 捕集体寸法dc・相対速度vr・ガス密度tgを掛け、ガス粘度nで割る。流れの乱れやすさを表すので、使う密度はガス側です。 |
| ストークス数 Stk | 補正係数Cm・ダスト密度tp・ダスト粒子径dpの2乗・相対速度vrを掛け、9・ガス粘度n・捕集体寸法dcで割る。粒子が流れに乗り切れない度合いを表します。 |
選択肢(1)だけがこの割り当て（Re＝ガス密度、Stk＝ダスト密度＋粒子径の2乗、分母に捕集体寸法）と一致します。他の選択肢は、密度をガスとダストで入れ替えていたり、粒子径や捕集体寸法の位置を取り違えているため誤りです。
ここが分かれ目
2つの数は「主役がガスか粒子か」で密度を割り当てるのが最短です。レイノルズ数は流れそのものの性質なのでガス密度tg、ストークス数は粒子が捕集体に当たれるかどうかの性質なのでダスト密度tpを使います。ここを入れ替えた選択肢が最大の引っかけです。さらにストークス数では、粒子の慣性が粒子径に強く効くため粒子径dpの2乗が入り、捕集体が大きいほど流れが緩やかに曲がって当たりにくくなるので分母に捕集体寸法dcが入ります。密度・粒子径の2乗・分母の捕集体寸法、の3点で選択肢(1)を選び取れます。
覚え方
- レイノルズ数＝流れの数＝ガス密度を使う。
- ストークス数＝粒子の慣性の数＝ダスト密度＋粒子径の2乗。
- ストークス数の分母には捕集体寸法dc（大きい捕集体ほど当たりにくい）。
理解度チェック
レイノルズ数とストークス数、ダスト密度を使うのはどちら？
ストークス数です。粒子の慣性を表す数なのでダスト密度を使います。レイノルズ数は流れの数でガス密度を使います。
ストークス数に粒子径の2乗が入るのはなぜ？
粒子の慣性（流れの曲がりに乗り切れず直進する度合い）が粒子径に強く効くためで、径が大きいほど捕集体に当たりやすくなります。
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「令和元年度 公害防止管理者等国家試験 ばいじん・一般粉じん特論 問題・正解」（公式PDF）
※ この記事の確認日：2026年7月