Это уравнение будем называть материальным балансом. Из уравнения (1.1) видно, что в процессе производства происходит перенос массы из одних компонентов, входящих в аппарат, в другие.

Для жидкости, движущейся в потоке, изменяющем свою конфигурацию (рис. 1.2), уравнение материального баланса принимает форму неразрывности потока

w₁S₁ = w₂S₂ = w₃S₃, (1.2)

где w₁ w₂ w₃ – средние скорости движения жидкости в соответствующем сечении; S₁ S₂ , S₃ – площади живого сечения в плоскостях 1-1; 2-2; 3-3.

Живое сечение – это сечение, заполненное жидкостью.

Рис. 1.2. Схема неразрывности потока

Каждый компонент, входящий в аппарат и выходящий из него, вносит или выносит определенное количество энергии. Это теплота материалов, нагретых до определенной температуры (внутренняя энергия, или энтальпия), Е_А, Е_В, Е_D, E_F, а также кинетическая энергия движущихся потоков Е_С. Наконец, это любой вид энергии, сообщаемой потокам в аппарате для осуществления необходимых преобразований Е_пр, и необратимые потери энергии, которые возникают в результате протекания процессов, например, потери теплоты в окружающую среду Е_пот и потери на трение при прохождении потоков через аппарат Е_тр (рис.1.3).

Рис. 1.3. Схема энергетического баланса

Закон сохранения энергии в этом случае выразится следующим уравнением:

Е_А+ Е_В+ Е_С + Е_пр = Е_D+ E_F + Е_пот + Е_тр, то есть ΣЕ_вх = Σ Е_вых (1.3)

Уравнение (1.3) получило название энергетического, или теплового баланса аппарата. Наиболее часто технологические процессы сопровождаются переносом тепловой энергии или количества движения.