静止空気中で粒子が重力で自由落下すると，エアロゾルのような小さな粒子は速やかに一定速度に達する。この時の速度を終末沈降速度と呼び，このとき粒子に働く力は流体抵抗力と重力が釣り合っている。（エアロゾルでは空気と粒子の密度が大きく異なるので，浮力は通常無視できると考えて良い。）力の釣り合いの式は

となる。ここで，ρ_pは粒子の密度 [kg/m³]，U_tは粒子の終末沈降速度[m/s]，μは粘性係数[Pa･s]，D_pは粒子の直径[m]，gは重力加速度[m/s²]である。したがって，終末沈降速度は

となる。これをストークスの重力沈降速度式と呼んでいる。すなわち終末沈降速度は粒子の緩和時間と重力加速度の積

として与えられる。

ここまでは，粒子の流体抵抗をストークスの抵抗則として考えたが，レイノルズ数（Re_p）が0.1よりも小さいかどうか検討が必要である。(2)式の終末沈降速度を用いて，粒径別にRe_p を計算した結果を表にまとめた。粒径が20 μmよりも大きくなると，Re_pが0.1より大きくなるので，修正した抵抗係数を用いて計算する必要がある。詳細は「流体抵抗力」の項目を参照すること。

参考文献

日本エアロゾル学会（編）『エアロゾル用語集』、慣性運動・沈降、42-43、京都大学学術出版会、2004.

W. C. ハインズ（早川一也　監訳）、エアロゾルテクノロジー、41-45、井上書院、1985.

日本エアロゾル学会（編）・高橋 幹二 (著)、エアロゾル学の基礎、20-21、森北出版、2003.

高橋幹二著、基礎エアロゾル工学、13-16、養賢堂、1978.

S.F. Friedlander, Smoke, Dust, and Haze: Fundamentals of Aerosol Dynamics 2^nd, Oxford University Press, 2000.

W. C. Hinds, Aerosol Technology: Properties, Behavior, and Measurement of Airborne Particles 2^nd, 42-46，Wiley-Interscience, 1999.

J. H. Seinfeld, S. N. Pandis, Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change 3^rd, 459-468，Wiley, 2016.

（群馬大学・原野 安土） 　　★