SNTTM XVII PROSIDING. Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin 2018

PROSIDING

PROSIDING

Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin 2018

“Peran Ilmu Teknik Mesin yang Berorientasi Global dalam

“Peran Ilmu Teknik Mesin yang Berorientasi Global dalam

Mendukung Pembangunan Nasional Berkelanjutan”

Mendukung Pembangunan Nasional Berkelanjutan”

SNTTM XVII

SNTTM XVII

Organized by :

Program Studi

TEKNIK MESIN

4-5 Oktober 2018

i

Kata Pengantar

Segala puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena

hanya dengan rahmat- Nya buku prosiding Seminar Nasional Tahunan Teknik

Mesin (SNTTM) XVII dapat diterbitkan. SNTTM XVII dengan tema “Peran

Ilmu Teknik Mesin yang Berorientasi Global Dalam Mendukung Pembangunan

Nasional Berkelanjutan” merupakan kegiatan tahunan Badan Kerja Sama

Teknik Mesin (BKS-TM) Indonesia. SNTTM kali ini diselenggarakan oleh

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa

Cendana (UNDANA) Kupang pada tanggal 4-5 Oktober 2018 di hotel

Swiss-Belinn Kristal Kupang.

Dengan terlaksananya seminar ini, diharapkan adanya kerjasama antar

Program Studi Teknik Mesin seluruh Indonesia yang semakin erat dan baik,

dalam

pengembangan

peran ilmu teknik mesin dalam mendukung

pembangunan nasional. Mulai tahun 2017, BKS-TM menggunakan sistem

Open Conference System (OCS) dalam tahapan pengiriman abstrak dan

makalah, sehingga seluruh prosiding yang dihasilkan dari SNTTM nantinya

dapat diakses secara daring. Upaya ini merupakan bagian dari usaha BKS-TM

untuk meningkatkan mutu publikasi karya ilmiah teknik mesin ke level yang

lebih tinggi.

Perlu diketahui bahwa seleksi SNTTM XVII dilakukan dalam dua

tahapan: 1) seleksi abstrak untuk kegiatan seminar dan 2) seleksi makalah

lengkap untuk prosiding daring. Penyelenggaraan kali ini telah berhasil

menjaring 198 abstrak untuk diseminarkan yang berasal dari berbagai

institusi. Dari 198 abstrak yang diseminarkan, jumlah makalah yang sampai

pada tahap prosiding adalah 143 artikel ilmiah, dengan perincian 35,66%

konversi energi, 22,37% perancangan dan mekanika terapan, 13,98% proses

manufaktur, 23,77% rekaya material dan 4,19% pendidikan teknik mesin.

Pada kesempatan ini, kami menyampaikan penghargaan

setinggi-tingginya kepada BKS-TM Indonesia, para pimpinan Progam Studi Teknik

Mesin, keynote speaker, tim peninjau, sponsor, para pemakalah, serta segenap

panitia yang telah berpartisipasi aktif atas terselenggaranya SNTTM XVII dan

terbitnya prosiding dari acara ini. Tidak lupa kami selaku panitia pelaksana

memohon maaf atas kekurangan dan ketidaksempurnaan yang terjadi dalam

keseluruhan proses penyelenggaraan seminar dan penerbitan buku prosiding.

Akhir kata, semoga prosiding SNTTM XVII ini dapat bermanfaat bagi kita

semua.

Salam hangat,

Dominggus G. H. Adoe, S. T., M. Eng

Ketua Panitia Pelaksana

Sistem Pendingin Central Processing Unit (CPU) Berbasis Cascade Straight

Heat Pipe

Wayan Nata Septiadi

1*,

_{, I Nyoman Budiarsa}

1

_{, Imanuel Adam Tnunay}

2,

_{, IGAA Desy}

Wulandari

3

_{dan Wayan Ainun Wildan Ula}

3

1_{Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Mesin, Universitas Udayana} 2_{Prodi Magister Teknik Mesin, Departemen Teknik Mesin, Universitas Udayana}

3_{Prodi Teknik Mesin,Departemen Teknik Mesin, Universitas Udayana}

*Corresponding author: wayan.nata@gmail.com

Abstract Advanced technological development has entered into various fields, Central ProcessingUnit (CPU) is a part of computer’s hardware that carry out instructions of computer’s program.CPU technology developmentleads into Smart Technology with the impression of small dimensionsyet increase the system’s performance. This results the increasing of heat flux which should be removed from the CPU system to maintain the performance and life of the CPU, the computer’s heat could potentially damageand slow down the computer performance. Therefore, heat pipes has been developed as the cooling systems, where heat pipes have capability to transfer heat but contributes to the high exhausting temperature in the condenser. So that we made the design of Cascade Heat Pipe by combining two heat pipes into one. The design is expected to be able to degrade heaton the processor and also on the condenser. The results showed that the CPU Cooling SystemCascade Heat Pipe with singlecondenser is able to reduce the processor temperatureat idle conditions 2.740_{C, and 1.48}0_{C, at maximum idle conditionsand 14.94}0_{C of condenser part at idle conditions,}

and 21.120C at maximum conditions, Cascade Heat Pipe with Doublecondenser can reduce processor

temperature 3.890_{C at idle conditions, and 4.24}0_{C at maximum conditionsandcondenser part 17.12}0_{C at idle}

conditions, and 24.160_{C at maximum conditions lowerthan Non Cascade Heat Pipe.}

Abstrak Perkembangan teknologi telah masuk ke dalam berbagai bidang, Central Processing Unit (CPU) merupakan bagian dari hardware pada sebuah komputer yang melaksanakan instruksi dari program komputer. Saat ini perkembangan CPU mengarah ke Smart Technology, dimana dimensi semakin kecil namun kinerja meningkat. Hal ini mengakibatkan meningkatnya fluks kalor yang harus dibuang untuk menjaga kinerja serta umur pemakaian CPU, panas pada komputer tersebut berpotensi merusak dan memperlambat kerja komputer. Oleh karena itu, heat pipe dikembangkan sebagai salah satu sistem

pendingin, dimana heat pipe mampu memindahkan kalor, namun berdampak pada tingginya temperatur keluaran pada bagian kondensor. Sehingga dilakukan perancangan Cascade Heat Pipe dengan menggabungkan dua heat pipe menjadi satu. Harapannya, dapat menurunkan panas pada processor dan juga pada kondensor. Hasil penelitian menunjukan bahwa Sistem Pendingin CPU Cascade Heat Pipe kondensor tunggal mampu menurunkan temperatur processor 2,74 0_{C dan 1,48} 0_{C pada kondisi idle dan maksimum dan}

bagian kondensor 14,94 0_{C dan 21,12} 0_{C pada kondisi idle dan maksimum, Cascade Double kondensor}

mampu menurunkan temperatur processor 3,89 0_{C dan 4,24} 0_{C pada kondisi idle dan maksimum dan bagian}

kondensor 17,12 0_{C dan 24,16} 0_{C pada kondisi idle dan maksimum lebih rendah dari Sistem Pendingin} Non Cascade.

Keywords: Heat Pipe, Cascade Straight Heat Pipe, screen mesh, CPU, Fluks Kalor.

© 2018. BKSTM-Indonesia. All rights reserved

Pendahuluan

Kehidupan manusia sekarang berada pada zaman perkembangan teknologi yang sudah maju dari beberapa tahun terakhir, hal ini merupakan bukti nyata pertumbuhan eksponensial berbagai

bidang seperti elektronik, pembangkit listrik dan lain-lain [1]. Smart Technologies merupakan aplikasi pengetahuan ilmiah untuk tujuan praktis dengan proses evolusi terutama pada teknologi komputer baik dalam bentuk perangkat lunak, perangkat keras, dan layanan yang dirancang

Septiadi, W.,N., dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. 275-281

KE-48 | 276 sebagai solusi dan pengembangan aplikasi

terkemuka yang membantu memudahkan dan meningkatkan kinerja kerja di seluruh dunia. Smart Technologies tetap menjadi display interaktif teknologi yang tepat digunakan dengan cara yang benar [2]. Central processing unit (CPU) merupakan bagian dari hardware pada sebuah komputer yang melaksanakan instruksi dari program komputer. seperti aritmatika, logis, dan operasi input / output dasar dari sebuah sistem komputer. Perkembangan teknologi CPU juga termasuk dalam salah satu bidang di dunia teknologi elektronika sangat cepat dengan memberikan kesan dimensi yang kecil dengan peralatan yang lebih ringan namun tetap menjaga kinerja agar semakin tinggi dan lebih efisien [3].

Sistem pendingin CPU merupakan rangkaian perangkat yang digunakan untuk mengurangi atau menghilangkan panas pada komponen komputer atau CPU, terutama pada bagian processor, dimana panas pada komputer tersebut berpotensi merusak atau memperlambat kerja sebuah komputer. Dampak dari perkembangan Smart Teknologi ini mengakibatkan sebagian komponen CPU menghasilkan fluks kalor atau overheating yang harus dikurangi bahkan dibuang dari sistem CPU untuk menjaga kinerja serta umur pemakaian CPU lebih lama [4]. Media perpindahan panas tradisional seperti udara, air, etilenaglikol belum maksimal sehingga sistem CPU membutuhkan media perpindahan panas dengan konduktivitas termal yang tinggi [3]. Sebagian besar perangat elektronik menghasilakn lebih dari 100 W/cm2 fluks kalor yang harus dimanajemen dengan menggunakan sistem pendingin yang handal [5]. Berkembangnya teknologi pada sistem pendingin CPU dengan dimensi yang kecil, kinerja tinggi dan serta tidak membutuhkan tambahan konsumsi daya listrik menjadikan suatu tantangan tersendiri bagi industri elektronik komputer, peneliti hingga bahkan sampai kalangan masyarakat [6].

Dari berbagai permasalahan managemen fluks kalor pada sistem CPU maka untuk mengatasi hal tersebut ada beberapa upaya yang telah dilakukan oleh beberapa pengembang seperti penggunaan heat pipe sebagai sistem pendingin dengan wick biomaterial [7]. Pengembangan selanjutnya pada penggunaan sistem pendingin dengan pengintegrasian wick sintered powder dan screen mesh [8] serta penelitian potensi nanofluida baik nanofluida tunggal maupun hybird nanofluids sebagai fluida kerja heat pipe seperti penggunaan fluida kerja Al2O3-air, TiO2-air, ZnO-air, CuO-air dan karakterisasi termal hybird nanofluid Al2O3-CuO-air juga telah dilakukan guna meningkatkan

kinerja heat pipe untuk mangement sistem termal CPU [9]. Dalam hal penyerapan panas, Al2O3 nanofluids dan 5% SnO2 nanofluids panas yang diserap 9% dan 12%, masing-masing lebih baik dari pada air, dan keseluruhan transfer koefisien MCHE bila menggunakan Al2O3 -water 5% dan SnO 2- water 5% dapat ditingkatkan hingga 13% dan 14%, hasil ini menunjukkan bahwa nanofluids adalah fluida kerja potensial untuk microchannel di masa depan [9]. Eksperimen dan pendekatan pemodelan nanofluida dalam thermosyphons dan pipa panas juga dikembangkan mendapatkan hasil optimal kinerja termal thermosyphons dan hieat pipe dalam ketergantungan pada konsentrasi yang ditemukan untuk Ag, TiO2 dan CuO nanopartikel tersebar di berbagai fluida dasar [10].

Heat Pipe (Pipa Kalor) adalah teknologi alat yang digunakan untuk mentransfer panas menggunakan pipa berukuran tertentu dari satu tempat lain, pipa berongga, tertutup, mengandung cairan atau fluida kerja ini dibagi menjadi tiga bagian yaitu evaporator, adiabatik, dan bagian kondensor. Cara kerja pendinginan heat pipe adalah dengan mengalirkan panas dar satu titik ke titik yang lain [11]. Heat Pipe biasanya terbuat dari bahan aluminium, tembaga atau tembaga berlapis nikel , jumlah kalor yang jauh lebih besar dari kenaikan suhunya yang kecil antara cuaca panas dan dingin. Heat Pipe dapat digunakan pada keadaan dimana sumber dan pelepas panas diharuskan terpisah, untuk membantu konduksi atau pembagian panas pada bidang permukaan sumber panas [12]. Pada dinding bagian dalam pipa kalor biasanya di isi sumbu pipa kapiler (wick) yang berfungsi sebagai lintasan dan pompa kapiler dari cairan kondensat untuk kembali dari kondensor ke bagian evaporator ,cairan kondensat bergerak atas prinsip kerja kapiler. Setelah fluida menguap di bagian evaporator, lalu uap tersebut mengalir menuju bagian kondensor dan setelah mengalami kondensasi di bagian kondensor maka uap akan mencair, cairan atau kondensat tersebut akan mengalir kembali ke sisi panas (evaporator) dari

heat pipe dan begitu seterusnya [12].

Teknologi heat pipe memiliki keunggulan yang sangat baik sebagai alat penukar kalor dari pada jenis alat penukar kalor yang lainya, karena heat

pipe memiliki kemampuan menyimpan kalor yang

cukup besar dengan beda temperatur yang kecil serta investasi dan perawatan pipa kalor membutuhkan biaya yang murahKemampuan yang dimiliki heat pipe yang sangat baik dalam memindahkan kalor juga berdampak pada tingginya temperatur buangan pada bagian kondesor [13].

Pada tahun 2016 juga telah dilakukan pengkajian terhadap permasalahan ini juga oleh W. Nata Septiadi dengan melakukan karakterisasi kinerja termal pada sistem pendingin berupa heat pipe bertingkat, dimana nilai hambatan termal yang didapatkan pada masing-masing fluida kerja memiliki nilai yang berbeda-beda, hambatan termal tertinggi dimiliki oleh fluida kerja alkohol 70% pada saat pembebanan 46,22 watt yaitu sebesar 0,495 0_{C/W sedangkan nilai hambatan termal}

terendah dimiliki oleh aquades dengan pembebanan 46,22 watt yaitu sebesar 0,451 0_{C /W.}

Prinsip kerja heat pipe adalah memindahkan kalor dari bagian evaporator menuju bagian kondensor dengan siklus penguapan dan pengembunan fluida kerja [12]. Prinsip kerja heat pipe bergantung pada selisih temperatur antara kedua ujung pipa, jika temperatur pada salah satu pipa mencapai temperatur penguapan maka fluida kerja yang berada pada bagian evaporator akan menguap, dan terjadi tekanan didalam rongga sehingga uap akan mengalir dari ujung satu ke ujung yang lainya, peristiwa ini akan dibawa oleh fluida kerja kemudian dilepaskan sampai mencapai temperatur pengembunan sehingga mengakibatkan fluida kerja berubah dari fase uap menjadi fase cair akibat proses kondensasi [12].

Gambar 1. Prinsip Kerja Heat Pipe

Setelah peristiwa kondensasi terjadi maka fluida kerja akan berubah fase menjadi cair yang mengalir ke sumber panas pada evaporator untuk mendinginkan kembali, selama pipa kalor bekerja, proses ini akan mengalami proses terus menerus, sebagai konsep bahwa seperti inilah cara kerja pipa kalor dalam menyerap dan mendinginkan pada sumber kalor tersebut. Disini perlu diperhatikan mengenai temperatur yang mampu diserap oleh heat pipe agar fluida kerja tetap terjaga dan menghindari heat pipe dari kekeringan.

Dalam pengembangan di masa smart tecnology ini, maka melihat potensi dan perkembangan teknologi heat pipe yang cukup baik dan sangat menjanjikan untuk digunakan sebagai alternatif pada teknologi sistem pendingin CPU.

Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode eksperimental yang dilakukan dalam beberapa tahapan penelitian. Tahapan pertama merupakan tahap perencanaan desain model cascade straight heat pipe dengan kondensor tunggal dan doublle kondensor dan selanjutnya pada tahap ketiga dilakukan pengujian, pengujian ini untuk mengetahui temperatur pada prosessor dan kondensor.

Gambar 2. Desain Cascade Heat Pip Pada tahap rancangan ini akan dilakukan desain cascade straight heat

pipe dengan kondensor tunggal yang terbuat dari

pipa tembaga pipih dengan lebar 8 mm, tebal 4 mm dan panjang 100 mm, pada tingkat pertama dan desain heat pipe pada tingkat kedua menggunakan pipa tembaga dengan lebar yang sama dengan heat pipe tingkat pertama. Ukuran desain dibuat dengan memepertimbangkan batas kerja heat pipe serta luas area sekitar perangkat CPU dan processor.

Heat Pipe tingkat pertama difungsikan sebagai

evaporator yang berfungsi sebagai bagian yang menyerap kalor dari procesor CPU. Pada bagian ujung dari salah satu sisi heat pipe bagian pertama dilengkapi dengan plat kontak termal yang terbuat dari tembaga dengan dimensi 40 mm x 40 mm dan

Heat Pipe tingkat Kedua dilengkapi dengan

sirip-sirip.

Pada Tahapan pengujian kinerja sistem pendingin CPU berbasis cascade

straight heat pipe dan hybrid nanofluid dilakukan

pada Central Processing Unit (CPU) Core i5 2,90 GHz yang tergolong pabrikan terbaru dan sering

Septiadi, W.,N., dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. 275-281

KE-48 | 278 banyak digunakan, serta dengan memberikan

pembebanan pada kondisi idle yang merupakan kondisi beban CPU tanpa pengoperasian atau beban awal, dan kondisi maksimum yaitu pada saat CPU dioperasikan. Kinerja sistem pendingin cascade

straight heat pipe diamati dengan meletakan 5 thermocouple tipe-K pada desain berbentuk cascade kondensor tunggal dan 8 thermocouple

pada Doublle Kondensor, thermocouple diletakan pada permukaan processor, bagian evaporator heat

pipe tingkat pertama dan tingkat kedua, dan pada

bagian kondensor heat pipe tingkat pertama dan tingkat kedua.

Gambar 3. Skematik Pengujian

Hasil dan Pembahasan

Distribusi Temperatur Sistem Pendingin CPU Non Cascade

Pada Gambar 4. ini memperlihatkan distribusi perbandingan temperatur Non Cascade pada Kondisi Idle 10 Watt , dari gambar yang ditunjukan tersebut dapat dilihat kenaikan temperatur secara drastis mulai dari 0 detik sampai 800 detik, setelah itu temperatur dalam keadaan steady,. Pada keadaan steady, temperatur processor (Evaporator) mencapai 69,10 0_{C dan temperatur keluaran pada}

kondensor mencapai 59,99 0_{C, serta temperatur}

pada heatsink mencapai mencapai 53,32 0_C.

Distribusi temperatur Non Cascade dengan pembebanan processor Maksimum 48 Watt atau pada kondisi maksimum dapat dilihata pada gambar 4, dari gambar tersebut ditunjukan bahwa kenaikan temperatur secara drastis mulai dari 0 detik hingga 800 detik, setelah itu temperatur dalam keadaan

steady. Pada keadaan steady, temperatur processor

(Evaporator) mencapai 69,68 0_{C dan temperatur}

keluaran pada kondensor mencapai 63,06 0_{C, serta}

temperatur pada heatsink mencapai mencapai 60,85

0_C.

Gambar 4. Grafik distribusi temperatur pada Non Cascade pada Kondisi Idle 10 Watt.

Gambar 5. Grafik distribusi temperatur pada Non Cascade pada Kondisi Maksimum 48 Watt. Distribusi Temperatur Cascade Tunggal

Kondensor

Gambar 6. Grafik distribusi temperatur pada Cascade Tunggal Kondensor pada Kondisi Idle

Gambar 7. Grafik distribusi temperatur pada Cascade Tunggal Kondensor pada Kondisi

Maksimal 48 Watt

Pada Gambar 6. memperlihatkan distribusi temperatur Cascade Tunggal Kondensor pada kondisi Idle 10 Watt. dari gambar yang ditunjukan tersebut dapat dilihat kenaikan temperatur secara drastis mulai dari 0 detik sampai 800 detik, setelah itu temperatur dalam keadaan steady, temperatur processor (Evaporator) mencapai 66,36 0_{C dan}

temperatur keluaran pada kondensor mencapai 53,03 0_{C, serta temperatur pada heatsink mencapai}

mencapai 38,38 0_C.

Distribusi temperatur pada Cascade Tunggal Kondensor pada kondisi Maksimal 48 Watt dapat dilihat pada gambar 7 dari gambar tersebut ditunjukan bahwa kenaikan temperatur secara drastis mulai dari 0 detik hingga 800 detik, setelah itu temperatur dalam keadaan steady. Pada keadaan steady, temperatur processor (Evaporator) mencapai 68,19 0_{C dan temperatur keluaran pada}

kondensor mencapai 43,66 0_{C, serta temperatur}

pada heatsink mencapai mencapai 39,73 0_C.

Distribusi Temperatur Cascade Double Kondensor

Pada Gambar 8. memperlihatkan distribusi temperatur pada Cascade Double Kondensor pada Kondisi Idle 10 Watt dari gambar yang ditunjukan tersebut dapat dilihat kenaikan temperatur secara drastis mulai dari 0 detik sampai 800 detik, setelah itu temperatur dalam keadaan steady, Pada keadaan

steady, temperatur processor (Evaporator I)

mencapai 65,21 0_{C dan temperatur keluaran pada}

kondensor 3 mencapai 38,57 0_{C, serta temperatur}

pada heatsink mencapai mencapai 36,20 0_C.

Distribusi temperatur pada Cascade Double Kondensor pada kondisi idle 48 Watt. atau pada kondisi maksimum dapat dilihat pada gambar 8, dari gambar tersebut ditunjukan bahwa kenaikan temperatur secara drastis mulai dari 0 detik hingga 800 detik, setelah itu temperatur dalam keadaan

steady. Pada keadaan steady, temperatur processor

(Evaporator I) mencapai 65,44 0_{C dan temperatur}

keluaran pada kondensor 3 mencapai 39,49 0_C,

serta temperatur pada heatsink mencapai mencapai 36,69 0_C.

Gambar 8. Grafik distribusi temperatur pada Cascade Double Kondensor pada Kondisi Idle

10 Watt

Gambar 9. Grafik distribusi temperatur pada Cascade Double Kondensor pada Kondisi

Maksimal 48 Watt

Temperatur Operational Processor Sistem Pendingin CPU, Dari analisa grafik yang telah dilakukan maka dilakukan perhitungan akan penggunaan desain sistem pendingin CPU berdasarkan temperatur operasi pada pembebanan

Septiadi, W.,N., dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. 275-281

KE-48 | 280 idle dan maksimal, temperatur operasi kondensor

ditunjukan dalam bentuk diagram.

Sistem Pendingin CPU Cascade Heat Pipe mampu menurunkan temperatur operational processor dibawah 80 0_{C yakni masing- masing}

adalah 66,36 0C untuk Cascade Tunggal Kondensor dan 65,21 0_{C untuk Cascade Double Kondensor.}

Sistem Pendingin CPU Cascade Heat Pipe tunggal kondensor mampu menurunkan temperatur processor 2,74 0C 0_{C pada kondisi idle, dan 1,48} 0_C

0C pada kondisi maksimum lebih rendah dibandingkan dengan sistem pendingin Non Cascade . Sistem Pendingin CPU Cascade Heat Pipe Double kondensor mampu menurunkan temperatur processor 3,89 0_{C pada kondisi idle,}

dan 4,24 0_{C pada kondisi maksimum lebih rendah}

dibandingkan dengan sistem pendingin Non Cascade .

Persentasi penurunan temperatur processor pada pembebanan idle dengan menggunakan sistem pendingin CPU terhadap temperatur processor tanpa menggunakan sistem pendingin masing masing adalah dengan menggunakan Non Cascade adalah sebesar 40 %, menggunakan Cascade Heat Pipe tunggal kondensor sebesar 42 % dan menggunakan Cascade Heat Pipe Double sebesar 43 %. Dan pada pembebanan maksimal masing masing adalah dengan menggunakan Non Cascade adalah sebesar 39 %, menggunakan Cascade Heat Pipe tunggal kondensor sebesar 41 % dan menggunakan Cascade Heat Pipe Double sebesar 43 %.

Gambar 10. Grafik distribusi temperatur pada Cascade Double Kondensor pada Kondisi

Maksimal 48 Watt

Temperatur Operational Kondensor Sistem Pendingin CPU, Dari analisa grafik yang telah

dilakukan maka dilakukan perhitungan akan efisiensi dari penggunaan desain sistem pendingin CPU berdasarkan temperatur operasi pada pembebanan idle dan maksimal, temperatur operasi kondensor ditunjukan dalam bnetuk diagram dibawah ini.

Gambar 11. Penurunan Temperatur Kondensor CPU

Sistem Pendingin CPU Cascade Heat Pipe mampu menurunkan temperatur operational kondensor dibawah 40 0_{C yakni masing- masing}

adalah 38,38 0_{C untuk Cascade Tunggal Kondensor}

dan 36,20 0_{C untuk Cascade Double Kondensor.}

Sistem Pendingin CPU Cascade Heat Pipe tunggal kondensor mampu menurunkan temperatur keluaran pada bagian kondensor 14,94 0_{C pada}

kondisi idle, dan 21,12 0_{C pada kondisi maksimum}

lebih rendah dibandingkan dengan sistem pendingin Non Cascade . Sistem Pendingin CPU Cascade Heat Pipe Double kondensor mampu menurunkan temperatur keluaran pada bagian kondensor 17,12

0_{C pada kondisi idle, dan 24,16} 0_{C pada kondisi}

maksimum lebih rendah dibandingkan dengan sistem pendingin Non Cascade .

Persentasi penurunan temperatur kondensor pada pembebanan idle dengan menggunakan sistem pendingin CPU menggunakan Cascade Heat Pipe terhadap temperatur kondensor Non Cascade masing masing adalah dengan menggunakan Cascade Heat Pipe tunggal kondensor sebesar 28 % dan menggunakan Cascade Heat Pipe Double sebesar 32 %. Dan pada pembebanan maksimal masing masing adalah dengan menggunakan Cascade Heat Pipe tunggal kondensor sebesar 35 % dan menggunakan Cascade Heat Pipe Double Kondensor sebesar 40 %.

Kesimpulan

Dari penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa sistem pendingin CPU

Cascade Double Kondensor mampu menurunkan

temperatur processor pada kondisi Idle 10 Watt sebesar 3,89 0_{C dan pada kondisi pembebanan}

maksimal 48 Watt mampu menurunkan temperatur processor sebesar 4,24 0_{C, serta menurunkan}

temperatur kondensor pada kondisi Idle 10 Watt sebesar 17,12 0_{C dan pada kondisi pembebanan}

maksimal 48 Watt mampu menurunkan temperatur processor sebesar 24,16 0_{C dari temperatur desain}

sistem pendingin Non Cascade. Penggunaan

cascade heat pipe lebih baik dari penggunan Non Cascade dikarenakan mampu menurunkan luaran

kondensor hingga dibawah 40o_C.

Penghargaan

Terima kasih diucapkan kepada Kementerian Riset Teknologi dan Pendidikan Tinggi dan Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Udayana atas dukungan dana melalui skema Hibah Penelitian Terapan Unggulan Perguruan Tinggi (PTUPT) dengan Kontrak Nomor 171.123/ UN14.4.A/LT/2018, serta kepada Laboratorium AHTRG FT UI atas dukungan peralatan data aquisisi.

Referensi

[1] J. A. Ranga Babu, K. K. Kumar, and S. Srinivasa Rao, “State-of-art review on hybrid nanofluids,” Renew. Sustain. Energy

Rev., vol. 77, pp. 551–565, Sep. 2017.

[2] S. Brenner, Law in an era of smart

technology. Oxford University Press, 2007.

[3] Q. Chen and Y. Huang, “Scale effects on evaporative heat transfer in carbon nanotube wick in heat pipes,” Int. J. Heat Mass

Transf., vol. 111, pp. 852–859, 2017.

[4] K. V Paiva and M. B. H. Mantelli, “Wire-plate and sintered hybrid heat pipes: Model and experiments,” Int. J. Therm. Sci., vol. 93, pp. 36–51, 2015.

[5] A. B. Solomon, K. Ramachandran, and B. C. Pillai, “Thermal performance of a heat pipe with nanoparticles coated wick,” Appl.

Therm. Eng., vol. 36, pp. 106–112, Apr.

2012.

[6] D. Liu, F.-Y. Zhao, H.-X. Yang, and G.-F. Tang, “Thermoelectric mini cooler coupled with micro thermosiphon for CPU cooling system,” Energy, vol. 83, pp. 29–36, 2015. [7] N. Putra, R. Saleh, W. N. Septiadi, A. Okta,

and Z. Hamid, “Thermal performance of biomaterial wick loop heat pipes with water-base Al2O3 nanofluids,” Int. J. Therm. Sci., vol. 76, pp. 128–136, Feb. 2014.

[8] N. Putra, W. N. Septiadi, H. Rahman, and R. Irwansyah, “Thermal performance of screen mesh wick heat pipes with nanofluids,” Exp.

Therm. Fluid Sci., vol. 40, pp. 10–17, Jul.

2012.

[9] N. Putra, “An Experimental Study On Thermal Performance Of Nano Fluids,” Int.

J. Technol., 2013.

[10] M. H. Buschmann, “Nanofluids in thermosyphons and heat pipes: Overview of recent experiments and modelling approaches,” Int. J. Therm. Sci., vol. 72, pp. 1–17, 2013.

[11] N. K. Gupta, A. K. Tiwari, and S. K. Ghosh, “Heat transfer mechanisms in heat pipes using nanofluids – A review,” Exp. Therm.

Fluid Sci., vol. 90, pp. 84–100, 2018.

[12] N. Putra and W. N. Septiadi, Teknologi Pipa

Kalor Teori, Desain, dan Aplikasi. Jakarta:

Universitas Indonesia, 2014.

[13] J. Xu, Y. Zou, M. Fan, and L. Cheng, “Effect of pore parameters on thermal conductivity of sintered LHP wicks,” Int. J.

Heat Mass Transf., vol. 55, no. 9, pp. 2702–

Sistem Pendingin Central

Processing Unit (CPU) Berbasis

Cascade Straight Heat Pipe

by Wayan Nata Septiadi

Submission date: 16-Jan-2019 09:44AM (UTC+0700) Submission ID: 1064637775

File name: sistem_pendingin.pdf (1.13M) Word count: 3347

5

%

SIMILARIT Y INDEX

%

INT ERNET SOURCES

5

%

PUBLICAT IONS

%

ST UDENT PAPERS

1

<

1

_%

2

<

1

_%

3

<

1

_%

Sistem Pendingin Central Processing Unit (CPU) Berbasis

Cascade Straight Heat Pipe

ORIGINALITY REPORT

PRIMARY SOURCES

Nandy Putra, Iwan Setyawan, Dimas Raditya.

"Experimental Investigation on Contact Angle

of Sintered Copper Powder Wick", Applied

Mechanics and Materials, 2016

Publicat ion

Luo, Yi, Beike Yu, Xiaodong Wang, and

Congming Li. "A Novel Flat Micro Heat Pipe

With a Patterned Glass Cover", IEEE

Transactions on Components Packaging and

Manufacturing Technology, 2016.

Publicat ion

Mukhsinun Hadi Kusuma, Nandy Putra, Anhar

Riza Antariksawan, Susyadi, Ficky Augusta

Imawan. "Investigation of the Thermal

Performance of a Vertical Two-Phase Closed

Thermosyphon as a Passive Cooling System

for a Nuclear Reactor Spent Fuel Storage

Pool", Nuclear Engineering and Technology,

2017

4

<

1

_%

5

<

1

_%

6

<

1

_%

7

<

1

_%

8

<

1

_%

Li, Hui, Xingang Wang, Zhongshan Liu, Yong

Tang, Wei Yuan, Rui Zhou, and Yuji Li.

"Experimental investigation on the sintered

wick of the anti-gravity loop-shaped heat pipe",

Experimental Thermal and Fluid Science, 2015.

Publicat ion

Naveen Kumar Gupta, Arun Kumar Tiwari,

Subrata Kumar Ghosh. "Experimental Study of

Thermal Performance of Nanofluid-Filled and

Nanoparticles-Coated Mesh Wick Heat Pipes",

Journal of Heat Transfer, 2018

Publicat ion

Xiaoqin Sun, Linfeng Zhang, Shuguang Liao.

"Performance of a thermoelectric cooling

system integrated with a gravity-assisted heat

pipe for cooling electronics", Applied Thermal

Engineering, 2017

Publicat ion

Idrus, Fairosidi, Nazri Mohamad, Ramlan

Zailani, Wirachman Wisnoe, and Mohd Zulkifly

Abdullah. "Thermal Performance of a

Cylindrical Heat Pipe for Different Heat Inputs

and Inclination Angles", Applied Mechanics and

Materials, 2014.

Publicat ion

Vishal Bhalla, Vikrant Khullar, Himanshu Tyagi.

"Experimental investigation of photo-thermal

9

<

1

_%

10

<

1

_%

11

<

1

_%

12

<

1

_%

analysis of blended nanoparticles (Al 2 O 3 /Co

3 O 4 ) for direct absorption solar thermal

collector", Renewable Energy, 2018

Publicat ion

Sapana P. Shewale, S. K. Sahu, Sandesh S.

Chougule, A. T. Pise. "A review of heat pipe

with nanofluid for electronic cooling", 2014

International Conference on Advances in

Engineering and Technology (ICAET), 2014

Publicat ion

D. Venkata Krishnan, G. Udaya Kumar, S.

Suresh, M.R. Thansekhar, Uzair Iqbal.

"Evaluating the scale effects of metal nanowire

coatings on the thermal performance of

miniature loop heat pipe", Applied Thermal

Engineering, 2018

Publicat ion

Samsul Rizal, Maria Erna, Fibra Nurainy, Artha

Regina Tambunan. "Karakteristik Probiotik

Minuman Fermentasi Laktat Sari Buah Nanas

dengan Variasi Jenis Bakteri Asam Laktat",

Jurnal Kimia Terapan Indonesia, 2016

Publicat ion

Helmi Susanto, Dwi Irawan. "PENGARUH

JARAK ANTAR PIPA PADA KOLEKTOR

TERHADAP PANAS YANG DIHASILKAN

SOLAR WATER HEATER (SWH)", Turbo :

13

<

1

_%

Exclude quotes On

Exclude bibliography On

Exclude matches < 7 words

Publicat ion

Mashaei, P.R., M. Shahryari, H. Fazeli, and S.M.

Hosseinalipour. "Numerical simulation of

nanofluid application in a horizontal mesh heat

pipe with multiple heat sources: A smart fluid

for high efficiency thermal system", Applied

Thermal Engineering, 2016.