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令和6年度 公害防止管理者 ばいじん・粉じん特論 問1を解説|集じん装置の直列・並列と総合集じん率

令和6年度 ばいじん・粉じん特論 問1は、集じん装置の直列・並列接続と総合集じん率に関する計算問題です。直列接続の総合集じん率から不明な装置の性能を逆算し、並列接続に組み替えたときの総合集じん率を求めます。

この問題のポイント

集じん率は「通り抜ける割合(通過率=1−集じん率)」で考えるのが計算の近道です。直列では通過率どうしの掛け算で全体の通過率が決まり、並列では各装置が処理した量を流量比で足し合わせて平均します。装置Aの集じん率92.6%(通過率0.074)と直列の総合集じん率99.6%(通過率0.004)から、まず装置Bの通過率を割り算で取り出します。並列では各装置の通過率を1対1で平均し、全体の通過率から総合集じん率に直すのがゴールです。掛け算(直列)と平均(並列)を取り違えないことが分かれ目です。

※ 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(3)(およそ93.6%)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)×89.6%。並列の通過率を取り違えると出やすい値で、正しい計算結果より低くなります。
(2)×92.1%。装置Aの集じん率に近い値ですが、装置Bの寄与を正しく平均できていません。
(3)○(正しい)装置Bの通過率は0.004÷0.074≒0.054、集じん率約94.6%。並列1対1では通過率の平均(0.074+0.054)÷2≒0.064となり、総合集じん率は約93.6%です。
(4)×96.1%。直列のときに近い高い値で、並列にすると性能が下がる点を見落としています。
(5)×97.6%。直列の総合集じん率99.6%に引きずられた過大な値です。

選択肢(3)が正解の理由(計算の流れ)

まず通過率(=1−集じん率)で整理します。装置Aの通過率は1−0.926=0.074。直列の総合通過率は1−0.996=0.004です。直列では通過率の掛け算なので、装置Bの通過率は0.004÷0.074≒0.054(集じん率約94.6%)と逆算できます。次に並列1対1では、流量が半分ずつ流れるため全体の通過率は各装置の通過率の平均(0.074+0.054)÷2≒0.064になります。総合集じん率は1−0.064=約93.6%。直列より下がるのは、並列では性能の低い経路にも半分の流量が流れるためで、選択肢(3)が正解です。

覚え方

  • 集じん率の計算は通過率(1−η)に直してから。
  • 直列は通過率の掛け算、並列(同流量)は通過率の平均
  • 同じ2台でも並列より直列の方が総合集じん率は高い

理解度チェック

Q.

2台の集じん装置を直列につないだとき、全体の通過率はどう求める?

各装置の通過率の掛け算です。通過率は1−集じん率で、全体の集じん率はその積を1から引いて求めます。

Q.

同じ2台を直列につなぐ場合と並列(1対1)につなぐ場合、総合集じん率が高いのはどちら?

直列の方が高くなります。並列では性能の低い経路にも流量が分かれて流れるため、全体としては平均的な性能に近づきます。

この問題に関連する用語解説

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和6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

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