异质混合在食品[[1], [2], [3], [4]]、制药[[5], [6], [7]]、化妆品[[8], [9], [10], [11]]、化工产品[[12], [13], [14], [15], [16]]和能源[[17]]等行业中普遍存在。目前用于液-液异质混合的主要设备包括转子-定子混合器（RSMs）、搅拌容器[[18], [19], [20]]、静态混合器[5,21,22]、超声波均质机[23,24]和高压均质机[1,25,26]。表1比较了这些设备的代表性性能参数。由于转子-定子间隙较小，RSMs可以提供高达2000–100,000 s?1的名义剪切率（“名义剪切率”是根据转子尖端速度估算的典型值），以及约105 m2·s?3的局部能量耗散率[27,28]。这些条件有助于液滴破碎、团聚体侵蚀、快速界面更新和相接触后的局部均质化。因此，RSMs因其广泛的工艺灵活性和强大的分散能力而被广泛使用。
现代转子-定子概念出现于20世纪40至50年代[[30], [31], [32]]，当时IKA和Silverson等制造商开发了用于批量和在线处理的高剪切分散器，并后来发展出了适用于不同分散任务的互换式工作头配置[29,33]。随着应用范围的扩大，通用型工作头已不足以满足需求，于是出现了带槽的分散头、方形孔高剪切筛网、标准乳化筛网、双排工作头和轴流式设计[[34], [35], [36], [37]]。最近，盲侧转子-定子组件、多级RSMs、旋转盘反应器和喷射流高剪切混合器进一步拓宽了设计空间[[38], [39], [40], [41], [42]]。因此，图1仅作为常见转子-定子配置的代表性总结，并非详尽无遗。后续章节将讨论与异质混合性能直接相关的其他变体。
尽管已经开发出多种RSM设计，但系统的几何优化原则仍然分散。工业选择仍主要依赖于基于经验法则，这些法则通常基于名义剪切率或功率输入，缺乏理论支持。这种对经验主义的依赖限制了能源效率、放大可靠性和设备的适用性。例如，缩小转子-定子间隙可以增加局部剪切力并减小液滴尺寸，但同时会增加功率需求并加速机械磨损。因此，该领域仍缺乏一个统一的框架，将结构参数、流体动力响应和不同任务及尺度下的异质混合性能联系起来。
本文旨在填补异质混合系统转子-定子设计优化方面的关键知识空白。与以往侧重于应用领域或操作模式的综述不同，本文强调了定子开口、转子齿和叶片几何形状、间隙宽度以及多排排列方式如何改变局部流场、湍流耗散、停留时间分布，最终影响多相系统中液滴、气泡或颗粒的演变。文章进一步讨论了如何利用CFD、种群平衡模型（PBM）耦合和数据驱动模型来解释这些关系，指出了现有研究的局限性，并指出了为实现更可靠的设计和放大所需解决的研究空白。
