Heat transfer models for nesting cavities

Summary

The basic steady state heat transfer equations for convection, conduction, and radiant energy exchange were combined and adapted to the problem of modeling heat losses from small mammals and birds at rest in nesting cavities. The derived model describes heat loss rates in terms of a generalized heat transfer coefficient as a function of cavity height, diameter, wall thickness and thermal conductivity, and the radiative emissivity of interior cavity surfaces. The model was computerized and used to obtain 3125 unique solutions for combinations of a wide range of cavity characteristics; tabular data, graphical interpolations, and a statistical model were used to identify the most critical cavity features for any given set of animal-environmental conditions.

Zusammenfassung

Die Grundgleichungen des Energieaustausches durch Konvektion, Wärmeleitung und Strahlungsaustausch im stationären Zustand wurden zum Modellieren der Wärmeabgabe von kleinen Säugetieren und Vögeln im Ruhestand in ihren Behausungen angewandt. Durch Verwendung des verallgemeinerten Wärmeaustauschkoeffizienten wird in dem erhaltenen Modell die Wärmeabgabe als Funktion der Höhe der Höhlung, ihres Durchmessers, der Wanddicke, des Wärmeleitungsvermögens und des Strahlungsvermögens ihrer inneren Wand ausgedrückt. Auf Grund der Modellgleichungen wurde das Rechenprogramm entwickelt, das zur Berechnung von 3125 Sonderfällen für einen breiten Bereich der Charakteristika der Höhlung benutzt wurde. Die kritischen Eigenschaften der Höhlungen unter bestimmten Verhältnissen der Umgebung der Tiere wurden auf Grund der Tabellen, graphischer Interpolation und mit Hilfe des statistischen Models festgestellt.