Karakteristik Kinerja Pipa Kalor Bertingkat dengan Wick Screen Mesh untuk Pendingin CPU.

ISSN 2338

–

414X

Nomor 1/Volume 3/Juli 2015

P R O S I D I N G

KONFERENSI NASIONAL

ENGINEERING PERHOTELAN

“

INOVASI TEKNOLOGI UNTUK MENINGKATKAN

KUALITAS INDUSTRI PARIWISATA

”

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Universitas Udayana

ISSN 2338 - 414X

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik, Universitas Udayana

Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362

Telp./Fax.: +62 361 703321

i

ISSN: 2338-414X

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VI

–

2015

11

–

12 Juni, 2015

Ketua Editor

:

Dr. I Made Parwata, ST.,MT

Editor Pelaksana :

Ainul Ghurri, S.T., M.T., Ph.D.

Dr. Wayan Nata septiadi, ST, MT

I Ketut Adi Atmika, S.T., M.T.

IG Teddy Prananda Surya, S.T., M.T.

I.D.G Ary Subagia, S.T,M.T, Ph.D

Penyunting Ahli :

Prof.Ir.Ngakan Putu Gede Suardana,MT.,Ph.D (UNUD)

Prof.I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MASc, PhD (UNUD)

Prof.Dr. ING Antara M.Eng. (UNUD)

Prof.Dr. Tjok Gd. Tirta Nindhia (UNUD)

Dr. Ir. I Wayan Surata, MErg (UNUD)

Prof.Dr.Ing. Mulyadi Bur (Sekjen BKSTM)

Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST,MT. (UNS)

Prof Johny Wahyuadi M, DEA (UI)

Prof. Dr-Ing. Nandy Putra, (UI)

Prof. Dr. Ir. Satryo Soemantri Brodjonegoro (ITB)

Dr Caturwati (UNTIRTA)

Fauzun, ST.,MT. PhD.(UGM)

Hak Cipta @ 2014 oleh KNEP VI

–

2015

Jurusan Teknik Mesin

–

Universitas Udayana.

Dilarang mereproduksi dan mendistribusi

bagian dari publikasi ini dalam bentuk

maupun media apapun tanpa seijin Jurusan

Teknik Mesin

–

Universitas Udayana.

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat

rahmatNya acara Konferensi Engineering Perhotelan VI (KNEP-VI) bisa terselenggara pada

tanggal 11-12 Juni 2015 di Universitas Udayana Bali, Kampus Sudirman.

KNEP-VI, 2015 ini diselenggarakan sebagai suatu forum untuk membirarakan,

mendiskusikan serta mempresentasikan inovasi inovasi teknologi yang telah dilakukan oleh

berbagai kalangan yang nantinya dapat dimanfaatkan untuk peningkatan kualitas industri

pariwisata, khususnya di daerah Bal, yang di kelompokkan ke dalam lima topik yakni:

1.

Engineering Perhotelan

: manajemen dan optimasi sistem energy, sistem

pengamanan, sistem air dan perpipaan.

2.

Energi dan Thermofluid

: perpindahan kalor, mekanika fluida, termodinamika, sistem

energy baru terbarukan, teknologi pembangkit energi, teknologi nuklir.

3.

Material

: teknologi pengelasan, korosi, teknologi pengecoran, polimer dan komposit,

pengembangan material, nano teknologi dan nanomaterial.

4.

Disain dan Manufaktur

: desain dan sistem permesinan, pabrikasi, optimasi

permesinan, otomatisasi dan sistem control permesinan.

5.

Industri Pariwisata Kreatif

: teknologi penunjang manajemen pariwisata, manajemen

industri pariwisata, kebijakan energi, pengelolaan dampak lingkungan.

Adapun jumlah makalah yang dipresentasikan dalam konferensi ini berjumlah 71 makalah

yang mencakup lima topik di atas.

Kami mengucapkan terima kasih kepada

keynote speaker

, para akademisi, peneliti,

praktisi dan professional di bidang perhotelan yang telah mengirimkan artikelnya, serta

semua pihak yang meliputi panitia pengarah, panitia pelaksana,

scientific committee

dan

pihak-pihak yang telah terlibat dan membantu terselenggaranya kegiatan ini dengan sukses.

Denpasar, Bali, 8 Juni 2015

Ketua Panitia KNEP VI,

iii

DAFTAR ISI

Kata Pengantar

ii

Daftar Isi

iii

Makalah KNEP VI - 2015

Energi dan Tehrmofluid

ET 01

Analisa Pengaruh Variasi Kapasitas Uap Terhadap Efisiensi Ketel Uap di PT. Sinar Sosro Banyuasin-Sumatera Selatan - Aneka Firdaus, Erwin Sirait

1

ET 02

Kajian Kelayakan Sistem Kogenerasi Turbin Gas Bandara Udara- I Made Astina dan Arief Hariyanto

9

ET 03

Aplikasi PCM Bees Wax sebagai Teknologi Penyimpan Energi (thermal energy storage) pada Pemanas Air Domestik- Adi Winarta, Muhammad Amin, Nandy Putra

21

ET 04

Pengujian Performansi Model Sistem Pompa Tunggal yang Beroperasi pada Berbagai Temperatur Fluida Kerja- I Wayan Suma Wibawa

29

ET 05

Uji Performansi Gasifikasi Limbah Jerami Menggunakan Gasifier Kompor Biomass UB-03-

Ahmad Maulana, I Nyoman Suprapta Winaya, I Wayan Bandem Adnyana

39

ET 06

Investigasi Eksperimental Pengaruh Laju Aliran Massa Air pada Solar Termal Tipe CPC - Edi Marzuki, Mokhamad Hasan, Yogi Sirod Gaoz, Mulya Juarsa, Muhamad Yulianto

47

ET 07

Metode Konstruksi Kolektor Surya CPC Berselubung Kaca sebagai Media Evaporasi Sistem ORC-

Dwi Yuliaji, Yogi Sirod Gaoz, Tachli Supriyadi, Roy Waluyo, Mulya Juarsa, Muhamad Yulianto

57

ET 08

Pengaruh Saluran Pemasukan Udara terhadap Unjuk Kerja Kompor Teknologi Tepat Guna dengan Bahan Bakar Biomassa Ranting dan Limbah Potongan Kayu Kering- I Wayan Joniarta

67

ET 09

Perancangan Burner Berbahan Bakar Oli Bekas dengan Sistem Steam Atomizing Burner- Maramad Saputra Nara, I Gst. Bagus Wijaya Kusuma, I DGP Swastika

77

ET 10

Rancang Bangun Resirkulator Emisi Gas Buang Mesin Sepeda Motor Empat Langkah - I Ketut Adi, I Gusti Bagus Wijaya Kusuma, I Wyn Bandem Adnyana

85

ET 11

Penggunaan Kabut Air untuk Memadamkan Api Kebakaran- I G.N.Bagus Mahendra Putra, Ainul Ghurri

89

ET 12

Pengaruh Penambahan Gas Argon dan Variasi Holding Time pada Proses Pirolisis Batok Kelapa Muda Terhadap Nilai Kalor Bakar - I W Ambara Antara, I N Suprapta Winaya, I K G Wirawan

iv

ET 13

Perbandingan Performansi Briket Sabut Kelapa Muda, Serbuk Gergaji dan Campurannya-I A Eka Pertiwi Sari, Yudhi Setiawan, I G Kt Sukadana, Wayan Nata Septiadi

105

ET 14

Analisis Komputasi Pengaruh Geometri Muka terhadap Koefisien Hambatan Aerodinamika pada Model Kendaraan - Rustan Tarakka, A. Syamsul Arifin P, Yunus

113

ET 15

Kajian Eksperimental Pemanfaatan Panas Buang Kondensor Air Conditioning Sebagai Alternatif Penghasil Energi Listrik dengan Bantuan Generator Termoelektrik - Sri Poernomo Sari, Pujang Setia, Trivani Achirudin, Bambang Suryawan

121

ET 16

Perancangan Roket Berbahan Bakar Padat dengan Diameter 35mm- I Nyoman Gede Paramarta, Dewa Gede Angga Pranaditya

131

ET 17

Pengaruh Variasi Konsentrasi Arak Bali Terhadap Torsi, Daya dan Konsumsi Bahan Bakar Sepesifik Mesin Empat Langkah - I Gusti Ketut Sukadana

137

ET 18

Pengaruh Alur Berbentuk Segi Empat pada Permukaan Silinder Terhadap Koefisien Drag dengan Variasi Jarak Antar Alur- Si Putu Gede Gunawan Tista, Wayan Nata Septiadi, I Gede Agus Ari Wahyudi

143

ET 19

Pemanfaatan Energy Recovery pada Destilasi Air Energy Surya - I Gusti Ketut Puja, FA Rusdi Sambada

151

ET 20

Evaluasi Sudut Semprot Minyak Kelapa pada Ujung Nosel dengan Pemanasan Awal Berbentuk Straight- I Ketut Gede Wirawan, Made Sucipta, I Putu Agus Arisudana

161

ET 21

Pengujian Unjuk Kerja Kincir Air Sudu Lurus sebagai Penggerak Pompa Torak - I Wyn Rama Wijaya, I Gst Ketut Sukadana, Wayan Nata Septiadi

163

ET 22

Pengaruh Penempatan Sirip Berbentuk Segitiga yang Dipasang secara Aligned dan Staggered terhadap Performansi Kolektor Surya Pelat Datar - Ketut Astawa, I Nengah Suarnadwipa

167

ET 23

Pengaruh Volume Tabung Udara terhadap Performansi Pompa - Made Suarda, A.A. Adhi Suryawan, Made Sucipta, I G.A. Indra Setiawan

175

ET 24

Karakteristik Pendinginan Evaporatif Menggunakan Cooling Pads - I Gusti Ngurah Putu Tenaya, Ainul Ghurri, I Gede Purwata

183

ET 25

“olar Energy Electric k With “li er 3 And Changeo er “ itch Based Plc Festo And

Green Power Gas Generator Set With Grid Line Lpg Fuel- Suprapto Widodo, Nurman, M. Syahruddin

189

ET 26

v

Wayan Nata Septiadi, I Gede Putu Agus Suryawan, I Ketut Gede Wirawan, I Komang Jana Mujaya, Mochamad Rizal Sugiono, Putu Wardana

Grup Engineering Perhotelan

EP 01

Lean Maintenance di Industri Perhotelan: Sebuah Tinjauan Literatur- I Wayan Suweca 201

Grup Material

M 01

Pengaruh Perlakuan Quench Temper dan Karburisasi Terhadap Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Baja Karbon Medium Untuk Aplikasi Otomotif - Abdul Aziz

209

M 02

Karburasi dengan Katalisator Serbuk Cangkang Kerang Darah (Anadara Granosa) pada Baja ST 37- Johannes Leonard

217

M 03

Pengaruh Variasi Temperatur Perlakuan Panas Terhadap Kekuatan Mekanis pada Baja Karbon AISI1045 - La Atina, Hammada Abbas

225

M 04

Katalisator Cangkang Keong Mas Terhadap Sifat Mekanik Baja ST42 melalui Proses Kaburasi -

Abdul Hay, Arief Darmawa

231

M 05

Pemanfaatan Ampas Tebu sebagai Reinforcement pada Pembuatan Rem Komposit Berbahan Alami- Agus Triono

243

M 06

Analisa Kekuatan Sambungan Pipa Baja Karbon dan Besi Cor Berbasis Teknologi Las Gesek (Friction Welding) - Nur Husodo, Budi Luwar S, Hagi Astono P, Sri Bangun S, Rachmad Hidayat

249

M 07

Pengembangan Bahan Cetakan Alternatif pada Proses Pembuatan Genta Untuk Meningkatkan Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Paduan Perunggu - I Made Gatot Karohika, I Nym Gde Antara

259

M 08

Karakteristik Redaman Suara Komposit Polyester Berpenguat Serat Tapis Kelapa - I Made Astika, I Gusti Komang Dwijana

265

M 09

Pengujian Propagasi Gelombang Mikroelektromagnetik pada Komposit Epoxy Berpenguat Serat Ijuk- Nitya Santhiarsa, Eko Marsyahyo, Achmad Assad Sonief, Pratikto

273

M 10

Sifat Kekerasan Lapisan Krom Baja St 60 pada Perlakuan Temperatur dan Tegangan dengan Proses Elektroplating- Ketut Suarsana

279

M 11

Pack Carburizing Baja Karbon Rendah - Dewa Ngakan Ketut Putra Negara, I Dewa Made Kirshna Muku

285

M 12

Kekuatan Tekan Komposit Serat Limbah Pisang dengan Matriks Epoksi sebagai Bahan Socket Prosthesis- Agustinus Purna Irawan, I Wayan Sukania

vi

M 13

Pengembangan Indentation Size Effect (ISE) dalam Penentuan Koefisien Pengerasan Regang Baja - I Nyoman Budiarsa

295

M 14

Pengaruh Korosi Air Laut pada Kekuatan Tarik Sambungan Las Kombinasi Stainless Steel 304-201- Tjokorda Gde Tirta Nindhia

297

M 15

Kekuatan Tarik dan Kekuatan Lentur Komposit Epoxy Berpenguat Serat Sisal pada Fraksi Volume yang Berbeda- I Putu Lokantara, I Wayan Surata, NPG Suardana, Ade Putra Arimbawa

301

M 16

Analisis Koefisien Absorpsi Bunyi pada Komposit Penguat Serat Alam dengan Menggunakan Alat Uji Tabung Impedansi 2 Microphone- Cok Istri Putri Kusuma Kencanawati, I Ketut Gede Sugita, I Gusti Ngurah Priambadi

307

M 17

Studi Dendrite Arm Spacing (Das) dan Porositas pada Pengecoran Perunggu 20% Sn sebagai Bahan Gamelan- I Ketut Gede Sugita, Ketut Astawa, I.G.N. Priambadi

313

Grup Desain dan Manufaktur

DM 01

Pendekatan Lean Maintenance untuk Perbaikan Sistem Pemeliharaan- H. HARI SUPRIYANTO 319 DM 02

Studi Karakteristik Pencampuran pada Pergeseran Pusat Putaran dengan Tool CFD - Zumrotul Ida, Moch. Agus Choiron

325

DM 03

Penerapan Teknologi Hybrid Crash Box sebagai Peningkatan Energi Absorbtion- Agus Wahyu Prasetyo, Moch. Agus Choiron

331

DM 04

Pengaruh Nose Radius Mata Pahat Terhadap Nilai Kekasaran Permukaan Baja AISI D3 pada Proses Pembubutan- Sobron Lubis, Rosehan, Candy Alipin

337

DM 05

Rancang Bangun Mesin Pengaduk Adonan Kulit Mochi untuk Meningkatkan Mutu Produk-

SilviAriyanti dan Wildan Yoga Pratam

347

DM 06

Perancangan Teknik Berbasis Optimasi Numerik Menggunakan Algoritma Genetik Untuk Permasalahan Berkendala - Muhammad Idris

357

DM 07

Pengaruh Pendinginan Oli dan Air Terhadap Kekuatan Las Gesek Pada Baja ST42- Hammada Abbas , Arfandy

369

DM 08

Desain dan Analisa Pisau Penghancur Bonggol Jagung Sebagai Salah Satu Bahan Pakan Ternak dengan Menggunakan Software Ansys 12.1 - Liza Rusdiyana, Suhariyanto, Gathot Dwi Winarto, Syamsul Hadi, Mahirul Mursid

375

DM 09

vii

DM 10

Analisa Perhitungan Gaya pada Implant Broad Plate Narrow LC-DCP 10 Holes yang Tertanam di Tulang Kering Kaki Manusia - Budi Luwar S, Nur Husodo, Sri Bangun Setyawati, Rizki Krisnando Rachmad Hidayat

395

DM 11

Pengembangan Model Total Biaya Sistem Produksi Pembuatan Kapal Layar Phinisi dengan Critical Path Metdhot (Cpm) - Dirgahayu Lantara

405

DM 12

Perancangan Rasio Sistem Transmisi dengan Progresi Geometri Bebas untuk Kendaraan Penggerak Roda Belakang- I Gusti Agung Kade Suriadi, AAIA. Sri Komaladewi, I Ketut Adi Atmika

415

DM 13

Karakteristik Traksi dengan Kontrol Rasio CVT Pada Kendaraan Mikro Hibrida - I Ketut Adi Atmika, I.D.G. Ary Subagia, I Made Dwi Budiana P.

423

DM 14

Simulation of Integrated Double Pendulum with MATLAB/Simulink and Solidworks Softwares -

I Wayan Widhiada

433

DM 15

Analisa Cost Down Time Komponen Kritis Mesin Pembersih Gallon Pt. X Menggunakan Metide Rcm - Ida Bagus Gde Ardhikayana

441

DM 16

Kekasaran permukaan baja karbon sedang akibat proses sand-blasting dengan variasi jarak nosel - I Made Widiyarta, I Made Parwata dan I Putu Lokantara

453

Grup Industri Pariwisata Kreatif

IPK 01

Analisis dan Pemetaan Tingkat Kebisingan Berbagai Kawasan di Kota Denpasar- Aris Budi Sulistyo, I Ketut Gede Sugita, dan Cok Istri P. Kusuma K.

457

IPK 02

Aplikasi Search Engine Perpustakaan Petra Berbasis Android Dengan Apache SOLR-

Andreas Handojo, Adi Wibowo, Monika Irfanny, Agnes Yustivani, Fenny Valentine

467

IPK 03

Transkripsi Musik Gong Timor Menggunakan Continous Wavellet Transform - Yovinia C

H Siki, Yoyon K Suprapto

475

IPK 04

Usulan Perbaikan Kualitas Penggulungan Benang Nilon dengan Menggunakan Metode

Six Sigma di PT. XYZ- I Wayan Sukania, Iphov Kumala Sriwana, dan Edwin Suryajaya

483

IPK 05

Peningkatkan Pendapatan Kelompok Linggasana dan Denbantas dengan Mesin

Pencacah Sampah Organik untuk Kompos- I Gede Putu Agus Suryawan, I Gst. A. K.

Diafari D. Hartawan, Cok. Istri P. Kusuma Kencanawati

491

IPK 06

Rancang Bangun Aplikasi Pendataan Member Restoran pada Ponsel Pintar Berbasis

Android- I G.A.K. Diafari Djuni H, N.M.A.E.D. Wirastuti, I M.A. Suyadnya,

A.A.K. Aditama

viii

IPK 07

Pengembangan Potensi Biogas Skala Rumah Tangga di Desa Ped-Nusa Penida- I Wayan

Surata, Tjokorda Gde Tirta Nindhia

507

IPK 08

Analisis Postur Operator Quality Control terhadap Resiko Musculoskeletal Disorders

(Studi Kasus Visual Inspection Departemen Produksi PT. Widatra Bhakti)-

Fu’ad

Kautsar, Dayal Gustopo, Fuad Achmadi

513

IPK 09

Mekanisasi Kemudi Empat Roda (4ws) Pendukung Transportasi Pariwisata - I.D.G Ary

Subagia, NPG. Suardana, IM. Dwi Budiana, Dea Indrawan

Karakterisasi Kinerja Pipa Kalor Bertingkat dengan

Wick Screen Mesh untuk Pendingin CPU

Wayan Nata Septiadi

1)*

, I Gede Putu Agus Suryawan

1)

,

I Ketut Gede Wirawan

1)

,I Komang Jana Mujaya

2)

,

Mochamad Rizal Sugiono

2)

, Putu Wardana

2)

1)

Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Badung-Bali

Email: wayan.nata@gmail.com

2)_{Mahasiswa Program Sarjana Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana}

Kampus Bukit Jimbaran, Badung-Bali

Abstrak

Perkembangan teknologi komputerisasi memberi dampak pada tingginya fluks kalor yang dihasilkan. Tingginya fluks kalor ini mengakibatkan pendingin konvensional kurang mampu untuk mengatasi permasalahan tersebut sehingga teknologi pendingin mulai mengarah ke sistem khususnya pipa kalor. Akibat kinerja pipa kalor yang cukup baik mengakibatkan tingginya temperatur yang terbuang pada bagian kondensor yakni mencapai 50oC sampai dengan 60oC. Hal ini berdampak pada rusaknya komponen lain di sekitar Central Processing Unit (CPU). Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dilakukan perancangan pipa kalor bertingkat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menurunkan temperatur pada bagian kondensor yang terbuang ke lingkungan di sekitar CPU. Pipa kalor bertingkat dirancang menggunakan pipa tembaga dengan panjang total 80 mm, dengan diameter pipa besar 25,4 mm dan diameter pipa kecil 19,05 mm. Pipa kalor dibagian bawah dilengkapi dengan plat datar tembaga berukuran 40 x 40 mm² tebal 5 mm sebagai area penyerap kalor (evaporator) dari sumber kalor dan diujungnya dilengkapi plat datar tembaga yang berdiameter 35 mm tebal 5 mm sebagai penyerapan kalor berikutnya, pada ujung pipa kalor yang lain dilengkapi dengan heatsink aluminium dengan ukuran diameter 90 mm yang digunakan sebagai kondensor untuk membuang temperatur ke lingkungan. Pada dinding bagian dalam dilengkapi dengan wick tipe screen mesh aluminium 100 mesh. Fluida kerja pipa kalor pada tingkat pertama dan ke dua masing masing menggunakan fluida kerja air dengan rasio pengisian 30% volume total pipa kalor pada masing masing tingkat. Pengujian dilakukan dengan menggunakan plat simulator dengan sumber kalor dari catride heater yang diatur menggunakan volage regulator. Beberapa termokopel tipe K dipasang pada bagian evaporator, kondensor dan plat simulator yang dihubungkan pada sistem data aquisisi C-DAQ 9174 dan modul NI 9213, dimana hasilnya diproses dengan menggunakan software lab view pada komputer. Untuk menghindari banyaknya kalor yang terbuang atau looses pada bagian plat heater maka bagian tersebut diisolasi dengan menggunakan isolator polyurethane. Dari penelitian didapatkan hasil bahwa dengan menggunakan metode pipa kalor bertingkat temperatur pada bagian kondensor mampu diturunkan hingga mencapai 40,56 oC.

Kata kunci: Pipa kalor, screen mesh, wick, CPU.

1. PENDAHULUAN

Komputer merupakan suatu sistem elektronika yang memiliki kemampuan memanipulasi data dengan cepat dan tepat serta dirancang dan diorganisasikan agar secara otomatis menerima dan menyimpan data input, memprosesnya, dan menghasilkan output dibawah pengawasan suatu langkah-langkah (OS/Operating System) yang tersimpan didalam penyimpannya. Biasanya didalam memilih atau membeli komputer pasti kecenderungan lebih memilih atau memperhatikan kualitas prosesor, VGA, RAM, Harddisk, dan lain-lainnya. Tetapi jarang yang memperhatikan sistem pendingin komputer tersebut, padahal sistem pendingin komputer pada perangkat komputer merupakan komponen yang penting karena berguna untuk mengatur temperatur operasi prosesor dan juga mencegah overheat pada prosesor. Dengan adanya managemen temperatur yang baik pada prosesor (CPU) maka kinerja dari komputer akan lebih handal dan umur prosesor (CPU) juga relatif lebih lama. Sistem pendingin komputer terdapat berbagai macam yaitu diantaranya sistem kipas, sistem heatsink,

* _{Penulis korespondensi, HP: 081916356509,}

Email: wayan.nata@gmail.com

Konferensi Nasional Engineering Perhotelan VI, Universitas Udayana, 2015 193

sistem liquid cooler, sistem dry ice cooler & nitrogen cair dan sistem thermoelectric cooler. Semua pendingin komputer yang biasa digunakan tersebut bersifat aktif atau menggunakan daya tambahan dari luar. Disamping itu pula pendingin tersebut sangat kompleks dan membutuhkan ruang yang cukup besar [3-5]

Untuk mengatur temperatur CPU dan mencegah overheat sehingga CPU mampu bekerja

secara optimal maka diperlukan sistem pendingin yang handal. Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti, dikatakan bahwa sistem pipa kalor memiliki keunggulan yang lebih dari sistem lainnnya yaitu merupakan pendingin pasif, tidak memerlukan alat tambahan seperti pompa dan daya luar lainnya, dimensinya tidak terlalu besar dan kinerja lebih baik dibandingkan dengan sistem pendingin komputer lainnya.

Pipa kalor (heat pipe) merupakan sebuah teknologi penghantar kalor dengan menggunakan pipa berukuran tertentu, biasanya terbuat dari bahan aluminium, tembaga, atau tembaga terlapis nikel dan didalamnya berisi cairan khusus sebagai penghantar ujung sisi panas atau disebut sebagai evaporator ke ujung sisi lain sebagai pendingin atau disebut sebagai kondensor [6]. Pada dinding pipa kalor biasanya diisi sumbu 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 pipa kalor dan begitu seterusnya.

Gambar 1. Skematik pipa kalor [7]

Kinerja pipa kalor yang optimal mengakibatkan peningkatan kalor dari sumber kalor dan di buang di bagian kondensor cukup besar, Terkadang temperatur yang di buang dibagian kondensor mencapai 50°C-60°C [6, 8-10]. Hal ini menjadi suatu masalah besar terhadap komponen di sekitar prosesor (CPU) sehingga perlu adanya sistem yang mengatur temperatur yang di buang dibagian kondensor menjadi maksimal 30°C-40°C. Berdasarkan hal tersebut maka penulis mencoba merancang sistem pendingin pipa kalor lurus bertingkat sehingga diharapkan dengan sistem pendingin ini mampu mengkondisikan temperatur yang terbuang dari kondensor berada pada rentang 30°C-40°C.

2. METODE

Rancangan pipa kalor lurus bertingkat dibuat dengan menggunakan pipa tembaga dengan panjang total 80 mm, dengan diameter pipa besar 25,4 mm dan diameter pipa kecil 19,05 mm. Pipa kalor dibagain bawah dilengkapi dengan plat datar tembaga berukuran 40 x 40 mm² tebal 5 mm sebagai area penyerap kalor (evaporator) dari sumber kalor dan diujungnya dilengkapi plat datar tembaga yang berdiameter 35 mm tebal 5 mm sebagai penyerapan kalor berikutnya, pada ujung pipa kalor yang lain dilengkapi dengan heatsink aluminium dengan ukuran diameter 90 mm yang digunakan sebagai kondensor untuk membuang temperatur ke lingkungan. Pada diding bagian dalam dilengkapi dengan wick tipe screen mesh aluminium 100 mesh, yang berfungsi sebagai pompa kapiler pada sistem pipa kalor tersebut, seperti terlihat pada gambar 2.

Gambar 3 merupakan mekanisme pengisian fluida kerja pada pipa kalor bertingkat. Pipa kalor bertingkat menggunakan fluida kerja air baik pada tingkat pertama maupun pada tingkat ke dua masing-masing dengan 30% dari volume total pipa kalor pada masing-masing tingkat. Pengisian

dilakukan dengan memvakum pipa kalor terleih dahulu ruang pada pipa kalor. Pipa kalor yang telah di vakum selanjutnya diinjeksikan fluida kerja melalui katup injeksi.

Gambar 2 Rancangan Pipa Kalor Bertingkat

Gambar 3. Skematik Pengisian Fluida Kerja

Gambar 4. Skematik pengujian pipa kalor lurus bertingkat

Pengujian dilakukan dengan menggunakan pipa kalor lurus bertingkat yang telah dibuat, yang diujikan pada heater atau plat pemanas yang digunakan sebagai sumber untuk mensimulasikan prosesor (CPU). Pembebanan pada heater diatur dengan menggunakan AC – Regulator voltage mulai dari 9,24 Watt, 14,70 Watt, 21,48 Watt, 28,38 Watt, 36,88 Watt dan 46,22 Watt. Beberapa termokopel tipe K dipasang pada bagian evaporator, kondensor dan plat simulator yang dihubungkan pada sistem data aquisisi C-DAQ 9174 dan modul NI 9213, dimana hasilnya diproses dengan menggunakan software lab view pada komputer. Untuk menghindari banyaknya kalor yang terbuang atau looses pada bagian plat heater maka bagian tersebut diisolasi dengan menggunakan isolator polyurethane. Adapun Skematik dan proses pengujian pipa kalor lurus bertingkat terlihat pada gambar 4.

Hambatan termal pipa kalor adalah rasio antara selisih temperatur pada bagian evaporator dan bagian kondensor dengan besar beban kalor yang diserap oleh pipa kalor tersebut. Dimana secara matematis dapat ditulis dengan persamaan.

(1)

Dimana Rc, Rsp, Rm dan R(b-e) masing-masing merupakan hambatan thermal pada kontak antara pelat pemanas dengan pelat logam bagian bawah, hambatan thermal spreading, hambatan thermal konduksi, dan hambatan thermal antara permukaan luar dan bagian dalam evaporator (°C/W). Dengan Rc dan R(b-e) masing-masing dapat ditulis secara matematis seperti persamaan.

(2)

(3)

Sehingga hambatan thermal total pipa kalor dapat dirumuskan seperti pada persamaan

(4)

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 5 merupakan distribusi temperatur plat simulator pada beberapa pembebanan

yang didinginkan dengan menggunakan pipa kalor bertingkat. temperatur pelat simulator pada

variasi pembebanan, dengan pembebanan pada 9,24 Watt, 14,70 Watt, 21,48 Watt, 28,38 Watt,

36,88 Watt dan 46,22 Watt. Dari gambar dapat dilihat bahwa pada kondisi steady temperatur

pelat simulator pada pembebanan 9,24 Watt, 14,70 Watt, 21,48 Watt, 28,38 Watt, 36,88 Watt dan

46,22 Watt masing-masing pada temperatur 37,12 oC, 38,38 oC, 42,54 oC, 46,60 oC, 50,91 oC dan

59,02 oC. Dari gambar terlihat bahwa pada pembebanan maksimal 46,22 Watt temperatur operasional plat simulator yang didinginkan dengan pipa kalor bertingkat menggunakan wick

screen mesh mampu mencapai temperatur operasional 50,91 oC. Ini berarti temperatur tersebut

telah memenuhi syarat operasional prosesor yaitu di bawah 80 oC.

Gambar 5 _{Temperatur plat simulator dengan pendinginan pipa kalor bertingkat}

Distribusi temperatur pada bagian evaporator dan kondensor pada pembebanan maksimal (46,22 Watt) terlihat pada gambar 6. Dari gambar dapat dilihat bahwa temperatur kondensor 2 yaitu kondensor yang merupakan tempat di lepaskannya temperatur dari pipa kalor kelingkungan

mencapai 35,56oC. Hal ini menunjukkan adanya penurunan temperatur yang terbuang ke

lingkungan dari 50oC sampai dengan 60oC menjadi 40,56oC melaui metode pipa kalor bertingkat.

Temperatur yang seharusnya di lepas pada kondensor 1, diserap kembali oleh evaporator pada pipa kalor tingkat ke dua sehingga temperatur pada bagian tersebut tidak di lepas kelingkungan. Dengan diserapnya temperatur tersebut oleh pipa kalor pada tingkat ke dua mengakibatkan temperatur di lepas ke lingkungan pada bagian kondensor 2 yang lebih rendah dari temperatur yang seharusnya di lepas pada kondensor 1.

Gambar 6 Distribusi temperatur pada bagian evaporator dan kondensor pada pipa kalor

bertingkat dengan pembebanan 46,22 Watt

Gambar 7 Hambatan termal pipa kalor bertingkat

Adanya metode bertingkat yang dapat menurunkan temperatur yang di lepas ke lingkungan tentunya berdampak pada peningkatan hambatan termal total dari pipa kalor. Distribusi hambatan termal pipa kalor juga menjadi tidak mengikuti trend pada umumnya yaitu menurun pada peningkatan pembebanan. Pada pipa kalor bertingkat dengan wick screen mesh hambatan termal pipa kalor meningkat pada kondisi idle (9,24 Watt) sampai dengan pembebanan 21,48 Watt, kemudian menurun pada 28,38 Watt dan meningkat kembali pada 36,88 Watt serta menurun kembali pada 46,22 Watt bahkan pada pembebanan maksimal ini nilai hambatan termalnya paling rendah. Hal ini dikarenakan pada pembebanan 9,24 Watt sampai dengan 36,88 Watt belum mampu mengkondisikan pipa kalor pada tingkat ke 2 beroperasi secara maksimal, sehingga pada pembebanan 46,22 Watt pipa kalor pada tingkat ke 2 baru berkerja secara optimal. Adapun distribusi hambatan termal pipa kalor bertingkat dengan wick screen mesh dapat dilihat pada gambar 7.

4. SIMPULAN

Karakterisasi pipa kalor bertingkat dengan wick screen mesh untuk pendinginan CPU mampu menurunkan temperatur operasional plat simulator sampai dengan batas aman

operasional prosesor (CPU) yakni di bawah 80oC. Penggunaan pipa kalor bertingkat sebagai

pendingin pada CPU mampu menurunkan temperatur yang di buang ke lingkungan di sekitar

CPU, dimana temperatur yang di buang ke lingkungan mencapai 40, 56oC. Penggunaan pipa

kalor bertingkat dengan wick screen mesh dilihat dari hambatan termal belum begitu optimal pada pembebanan yang rendah.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Holman, J.P. dan Jasifi, E. (1984), Perpindahan Kalor (Heat Transfer). Penerbit Erlangga, Jakarta Pusat. 26 September 2014 (22:08)

[2] Incopera, Frank P, David D. Hewitt. (1996), Fundamentals of Heat and Mass Transfer. Fourth edition, John Willey & Sons, Inc.

[3] Mudawar, I. (2001), Assessment of high-heat fluks thermal management schemes. Components and Packaging Technologies, IEEE Transactions on, vol. 24.

[4] Putra, N., Septiadi, W.N. (2014), Teknologi Pipa Kalor, Teori dan Aplikasi. Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia. ISBN: 978-979-456- 568-1. UI-PRESS. Salemba-Jakarta.

[5] Putra, N., Septiadi, W.N., Ranggi Sahmuram. (2013), Thermal Analysys of Wick Length Ratio and

Inclination angles of heat pipe with biomaterial coral wick. Yeosu Korea, pages 135-140.

[6] Vasiliev, L.L. (2005), Heat pipes in modern heat exchargers. Applied Thermal Engineering, vol. 25.

[7] Putra, N., Septiadi, W.N. (2014), Teknologi Pipa Kalor, Teori dan Aplikasi. Departemen Teknik Mesin Universitas Indonesia. ISBN: 978-979-456-568-1. UI-PRESS. Salemba-Jakarta.

[8] Putra, N., Septiadi, W.N., Ranggi Sahmura, Putra, P.A. (2013), Investigation on Vapor Chamber with Various working Fluids and Wick Structures for Electronic Cooling Application. Prosiding of The 6th International Meeting on Advanced Thermofluids. Singapore 18-19 November.

[9] Putra, Nandy, Septiadi, W.N., Rosari Saleh, Rardi Artono Koestoer, and Suhendro Purbo Prakoso. (2014), The Effect of CuO-Water Nanofluid and Biomaterial Wick on Loop Heat Pipe Performance. Advanced Materials Research 875 no : 356-361

[10] Septiadi, W.N., Nandy Putra, M. Juarsa, I.P.A Putra , R. Sahmura. (2013), Characteristics of screen Mesh Wick Heat Pipe With Nano Fluids as Passive Cooling System. Atom Indonesia Vol. 39 No. 1, 24-31