ビル管理士総合情報.com

当サイトはビル管理士及びビル管理士試験の資格の取得を
目指す方及びこの仕事に従事する方の役立つ情報を提供します。

お問い合わせ  掲示板

メモにお使いください。

空気環境の調整18

エアロゾル(浮遊粒子)

エアロゾルとは「気体とその気体中に浮遊する固体もしくは液体の粒子」である。
すなわち、エアロゾルは、粒子およびそれらが浮遊している気体の2つからなる2相系であり、ダスト(粉じん、固体)、ヒューム(金属蒸気が冷却凝縮したもの、固体)、スモーク(煙、固体・液体混合)、ミスト(液体)等の現象を含む。

エアロゾル粒子と粒径

液体のエアロゾル粒子は球形をしているが、固体の場合は一般的に複雑な形をしている。

エアロゾルの特性に関する理論を展開する場合では、粒子形状を球形と仮定する場合が多く、その直径を相当径という。
相当径には次のようなものがある。
幾何相当径幾何形状から算出定方向径、円等価径
物理相当径同じ測定量を与える空気力学径、ストークス径、光散乱径、電気移動度径

幾何相当径、物理相当径を問われる問題もたまに出題されますので幾何相当径は定方向径、円等価径のみです。
その他は物理相当径になりますので覚えましょう。

エアロゾル粒子の測定粒径

ウイルス0.003~0.05μm
たばこ煙0.01~1μm
バクテリア(細菌)0.3~20μm
真菌1~10μm
ダニアレルゲン1~20μm
胞子10~50μm
セメントダスト3~100μm
花粉10~100μm
雨滴(霧滴)2~70μm
海岸砂100~1,000μm
この問題は良く出題されます。
ポイントはウイルスはずば抜けて小さい。

エアロゾル粒子の粒径分布

構成粒子の粒径と濃度の関係を粒径分布といい、単位体積中の個数分布、表面積分布、質量分布などがある。

個数分布とは、どの粒径の粒子の個数が多いかを意味する。
表面積分布とはどの粒径の粒子の合計した表面積が多いかを意味し、質量分布は、どの粒径の粒子の合計した質量が多いかを意味する。

表面積分布は、粒子表面での反応の起こり易さを議論する場合に有効であり、微粒子の毒性の強さには、表面積分布が関係する。

個数分布では、粒子径0.01μmより少し小さいところの粒子が最も多く、質量分布では1~2μmを谷とした二山型分布を示す。
微小粒子は人工的に発生したものが多く、粗大粒子は自然発生的なものが多い。

エアロゾル粒子の運動

エアロゾル粒子は、ランダムな運動をしている気体分子の衝突により不規則な運動をする。これをブラウン運動という。
ブラウン運動により粒子は、拡散に関するフィックの法則に従い流体中に拡散していく。フィックの法則に用いられる粒子の拡散係数は粒径に反比例し、結果として、拡散の速度は 粒径に反比例する。
すなわち、小さな粒子ほどブラウン運動による移動量が大きい。


※フィックの法則

物質の拡散に関する基本法則である。気体、液体、固体(金属)どの拡散にも適用できる。フィックの法則には、第1法則と第2法則がある。 この法則は、1855年にアドルフ・オイゲン・フィックによって発表された。フィックは拡散現象を、熱伝導に関するフーリエ (1822) の理論と同じように考えることができるとしてこの法則を与えた。

ページのトップへ戻る