2023年12月5日下午，应教育部长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、校学术委员会主任宇波教授邀请，中国石油大学（北京）张劲军教授在学校图书馆四层报告厅进行题为“非牛顿流体原油电流变效应及其机理与应用”的学术讲座，以宇波教授“能源高效利用与清洁能源工程应用”研究团队、陈家庆教授“环保多相流高效分离技术与设备”研究团队为主体的机械工程学院教师和研究生近百人参加了此次学术讲座交流活动。
张劲军教授的讲座主要包括研究背景、原油电流变效应（Electrorheological Effect）、原油电流变效应机理、应用与展望等四大部分。张劲军教授重点阐述了含蜡原油在电场作用下电流变效应的变化情况，发现对流动或静置液态原油施加高压电场降黏可达80%、已胶凝原油的电场作用效应更显著，进而揭示了电场参数（电场强度/电场频率/电压波形）、电场作用时间、电场作用温度、原油组分等对电流变效应的影响规律。在电流变效应机理剖析方面，在介绍国外颗粒聚集成链抑制湍流说、蜡晶颗粒增大聚集说的基础上，张劲军教授团队提出界面极化是主要作用机制，相应的证据是电场作用后原油阻抗增大，进而大胆猜想电场作用下原油中运动的带电胶粒会对蜡晶结构产生冲击作用，同时成功进行了巧妙的实验验证。在原油电流变效应的工业应用方面，美国QS Energy公司和Temple大学联合设计研制了电场处理器，在美国能源部洛基山油田测试中心（RMOTC）的试验环道中开展了持续11h的中试，降黏率达56%。1200立方/小时的电场处理器工业样机在Keystone管道开展了工业规模试验。虽然近三年来，张劲军教授团队已经发表了十余篇密切相关的高水平学术论文、申请获批多项国家发明专利，但在讲座的最后他仍然认为下一步应该围绕深化原油电流变效应机理认识、研究电流变效应增强方法以拓展技术适用边界、将电场改性技术应用于输油管道等继续开展工作。
自团队带头人陈家庆教授2007年牵头申请承担国家863计划项目“紧凑型静电预聚结原油脱水的关键技术研究”（2007AA06Z225）以来，环保多相流高效分离技术与设备研究团队一直围绕油包水（W/O）型乳化液的高频/高压电场破乳问题开展理论分析、实验研究和产品开发工作，先后建立了包含基于激光粒度仪的取样离线测试分散相水颗粒粒径变化、基于全能动态激光粒度及稳定性分析仪的取样离线测试Turbiscan稳定指数（TSI）变化、基于聚焦光束反射测量仪（FBRM）的在线测试分散相水颗粒粒径变化、基于电流变仪的乳化液黏度降低幅度等的油包水（W/O）型乳化液电场破乳效果评价方法体系，为合理筛选最优电场参数（电场频率、电场强度、占空比）提供了有力支撑，开发的管式电场破乳器等产品得到了工业化试验应用。但客观而言，虽然团队成员发表了2篇施加高频/高压电场会导致油包水（W/O）型乳化液黏度降低并用于筛选最优电场参数方面的SCI论文【①Research on electrostatic coalescence of water-in-crude-oil emulsions under high frequency / high voltage AC electric field based on electro-rheological method[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2017, 520: 246-256. ②Electrorheological characteristic of heavy oil emulsions under high frequency/high voltage AC electric field[J]. Energy & Fuels, 2023, 37(15): 10980-10989.】，但仅仅是利用了施加电场作用能够导致降黏这一现象作为有效评价手段，未能针对为何施加电场作用能够导致降黏这方面进行深入探究。
在一个多小时的讲座过程中，张劲军教授基于20页左右的PPT，在介绍科研工作的同时，还展示了基于自身多年来围绕原油流变学特性开展系统深入研究所积累的底蕴和洞见，鼓励青年教师和研究生在科研过程中要敢于质疑权威，“大胆假设、小心求证”，要透过现象看本质，深挖内在机理。张劲军教授娓娓道来的报告内容和严谨求真的治学态度使现场师生受到很大启发和触动，尤其是团队师生踊跃提问。
参加此次学术讲座的师生一致认为，本次讲座不仅是一场高水平的学术报告，更是一场科研工作心路历程的分享交流。本团队电场破乳（子方向）小组的一位同学会后说，张劲军教授团队明晰了原油中沥青质、胶质、蜡等常见组分之赋存形态对流变效应的影响，与其近半年来认为电场作用使分散相水颗粒聚结导致降黏的认识存在一定差异，值得尝试在现有室内测试工作的基础上设计实验方案进行对比验证。
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张劲军教授简介：现任中国石油大学（北京）校学术委员会副主任、机械与储运工程学院学术委员会主任；兼任中国力学学会理事、中国力学学会流变学专业委员会主任委员、《Petroleum Science》、《石油学报》等多个学术期刊编委；曾获“全国优秀博士学位论文指导教师”等荣誉称号，享受国务院政府特殊津贴专家。多年来以易凝高黏原油流变学与管道输送技术为主攻方向，先后主持国家自然科学基金重点项目及教育部、北京市和三大国家石油公司等科研项目70余项；独立或合作发表SCI论文400余篇（SCI、EI论文180余篇）；获国家科技进步一等奖、省部级科技及教学奖12项。
（高一鸣 文）
