Comprender la respuesta de las llamas de gas a las perturbaciones acústicas a alta presión debería hacer que las turbinas de próxima generación sean más seguras y eficientes.

Los soldados que marchan al unísono a través de un puente pueden hacer que la estructura se derrumbe si el ritmo de su paso coincide con la frecuencia de vibración natural del puente. Los ingenieros de combustión deben considerar un efecto similar al diseñar las turbinas de gas utilizadas en la generación de electricidad y los motores de avión.

Así como los pies de los soldados pueden hacer que el puente se balancee hasta llegar al punto de destrucción, una turbina de gas puede resultar dañada, o incluso explotar, si las fluctuaciones de calor y presión producidas por la llama se acoplan a la acústica de la cámara de combustión. En menor grado, esta inestabilidad termoacústica dificulta una combustión eficiente, aumento de las emisiones de ruido y contaminación.

Predecir y prevenir las inestabilidades termoacústicas sigue siendo un desafío para el diseño de una turbina de gas. Para mejorar los modelos utilizados, Deanna Lacoste del Centro de Investigación de Combustión Limpia de KAUST y sus colegas han medido la estabilidad de las llamas de gas a presión elevada.

Investigación de la respuesta de la llama al forzamiento acústico, utiliza un parámetro llamado función de transferencia de llama (FTF), dice Francesco Di Sabatino, un doctorado estudiante en el equipo de Lacoste. El FTF se deriva de mediciones experimentales de la respuesta de la llama a las ondas sonoras. Pero estos experimentos generalmente se realizan a presión atmosférica, mientras que las turbinas de gas reales alcanzan presiones de hasta 30 bar.

Lacoste, Di Sabatino y sus colegas investigaron sistemáticamente el efecto de la presión sobre las llamas de gas metano y propano. "Nuestros experimentos muestran que la FTF a presión atmosférica es diferente a la FTF a presión elevada, "dice Di Sabatino. Tanto para las llamas de gas metano como para las de propano, La presión tuvo un efecto particularmente fuerte cuando el altavoz produjo perturbaciones acústicas de 176 Hz.