SKRIPSI
PENGARUH SUDUT PELETAKAN PIPA KALOR BERTINGKAT TERHADAP KINERJA PIPA KALOR DALAM SISTEM PENDINGINAN CPU (CENTRAL PROCESSING UNIT)
Oleh : PUTU WARDANA NIM : 0804305055
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2015 i
ii
iii
PENGARUH SUDUT PELETAKAN PIPA KALOR BERTINGKAT TERHADAP KINERJA PIPA KALOR DALAM SISTEM PENDINGINAN CPU (CENTRAL PROCESSING UNIT) Oleh DosenPembimbing
: Putu Wardana : Dr. Wayan Nata Septiadi,ST.,MT : Dr.Ir. I Ketut Gede Wirawan,MT
ABSTRAKSI Dewasa ini perkembangan komputer semakin pesat seiring dengan semakin tingginya kebutuhan akan komputer. Dengan semakin majunya teknologi komputer, dimana peningkatan kinerja yang dibarengi dengan pengecilan dimensi maka fluks kalor yang dihasilkan juga akan semakin besar. Saat ini sistem pendingin komputer mulai mengarah pada penggunaan pipa kalor sebagai pendingin. Dalam pendinginan CPU, pipa kalor terkadang tidak hanya dipasang secara vertikal tetapi juga horizontal tergantung posisi motherboard. Pengujian sistem pendingin pipa kalor bertingkat dilakukan pada variasi sudut kemiringan 0°, 30°, 60°, dan 90° dengan pembebanan maksimal dan pembebanan minimal. Sudut peletakan pipa kalor bertingkat berpengaruh pada penurunan temperatur prosesor komputer akan tetapi tidak signifikan dimana sudut peletakan 60° mampu menurunkan temperatur permukaan plat simulator paling bagus dan memberikan hambatan termal paling rendah yaitu 0,4°C
Kata kunci : Pipa kalor, screen mesh, CPU, sudut peletakan
iv
INCLINATION HEAT PIPE EFFECT ON THE PERFORMANCE OF STORY CALORIFIC HEAT PIPE IN COOLING SYSTEM CPU (CENTRAL PROCESSING UNIT) Author Guidance
: Putu Wardana : Dr. Wayan Nata Septiadi,ST.,MT : Dr.Ir. I Ketut Gede Wirawan,MT
ABSTRACT
Today the development of computers grew rapid advancement of computer technology, where incrased performance coupled with downsizing the dimension of the resulting heat flux will also increase. Currently computer coolyng systems began to lead to the use of heat pipe cooling. In the CPU cooling, heat pipe sometimes not only be mounted vertically but also horizontally depending on the position of the motherboard. Heat pipe cooling system testing done on the variation terraced slope angle of 0 °, 30 °, 60 °, and 90 ° with the imposition of the maximum and minimum load. Heat pipe laying corner terraced effect on temperature decrease computer processors but not significant where the laying angle of 60 ° is able to reduce the temperatur of the surface of the plate nicest simulator and provide thermal barrier lowest at 0.4 ° C.
Keyword : Heat pipes, screen mesh, CPU, laying angle
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Sudut Peletakan Pipa Kalor Bertingkat Terhadap Kinerja Pipa Kalor Dalam Sistem Pendinginan CPU” Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST.,MASc.,PhD., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Dr. Wayan Nata Septiadi, ST.,MT., selaku Dosen Pembimbing I dalam penulisan skripsi ini. 3. Bapak Dr.Ir. I Ketut Gede Wirawan, MT. selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan skripsi ini. 4. Bapak Dr.Eng. Made Sucipta, ST., MT. Selaku dosen Pembimbing akademik. 5. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 6. Semua pihak dan kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki . Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan skripsi ini. Bukit Jimbaran, Juli 2015
Penulis
vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................... ii ABSTRAK ............................................................................................. iii ABSTRACT ........................................................................................... iv KATA PENGANTAR ........................................................................... v DAFTAR ISI ......................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ............................................................................. viii DAFTAR TABEL ................................................................................. x BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1.1 Latar Belakang… ................................................................ 1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 1.3 Tujuan Penelitian ................................................................ 1.4 Manfaat Penelitian .............................................................. 1.5 Batasan Masalah .................................................................
1 1 3 3 3 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................ 2.1 State Of The Art .................................................................. 2.2 Dasar Teori ......................................................................... 2.2.1 Sistem Pendinginan Komputer ................................... 2.3 Pipa Kalor .......................................................................... 2.3.1 Jenis-jenis pipa kalor ................................................. 2.3.2 Prinsip Kerja Pipa Kalor ............................................ 2.3.3 Hambatan termal pipa Kalor ..................................... 2.3.4 Batasan Kerja Pipa Kalor .......................................... 2.4 Sudut Kontak ...................................................................... 2.5 Sudut peletakan pipa Kalor .................................................
5 5 7 7 9 10 16 18 20 21 21
BAB III METODE PENELITIAN ........................................................ 3.1 Metode Penelitian ............................................................... 3.2 Bahan dan Alat Penelitian ................................................... 3.2.1 Bahan ....................................................................... 3.2.2 Alat .......................................................................... 3.3 Tahapan Persiapan…………………………………….. .......... 3.3.1 Perancangan Pipa Kalor ............................................ 3.3.2 Pengisian Fluida Kerja .............................................. 3.4 Tahap Pengujian……………………………………. .............. 3.5 Prosedur Penelitian……………………………… .................. 3.6 Metode Pengolahan Data .....................................................
24 24 25 25 28 33 33 34 39 41 42
BAB IV PEMBAHASAN ....................................................................... 4.1 Data dan Hasil Pengujian .................................................... 4.2 Analisa dan Pembahasan ..................................................... 4.2.1 Distribusi temperatur Pipa Kalor Bertingkat .............. 4.2.2 Distribusi temperatur Permukaan Plat Simulator ....... 4.2.3 Hambatan Termal Pipa Kalor Bertingkat ...................
44 44 45 45 52 54
vii
BAB V KESIMPULAN .......................................................................... 57 5.1 Kesimpulan......................................................................... 57 5.2 saran ................................................................................ DAFTAR PUSTAKA
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 2.12 Gambar 2.13 Gambar 2.14 Gambar 2.15 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 3.10 Gambar 3.11 Gambar 3.12 Gambar 3.14 Gambar 3.15 Gambar 3.16 Gambar 3.17 Gambar 3.18 Gambar 3.19 Gambar 3.20 Gambar 3.21 Gambar 3.22 Gambar 3.23 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3
Heatsink......................................................................................... 7 Kipas (fan) ..................................................................................... 8 Liquid cooler ................................................................................. 9 Pipa Kalor pada pendingin komputer ........................................... 10 Skema pipa kalor........................................................................... 11 Pipa kalor tipe pipih ...................................................................... 12 Pipa kalor tipe plat ........................................................................ 12 Pipa kalor jenis melingkar ............................................................. 13 Skema kerja pipa kalor melingkar……………………………..... 13 pipa Kalor Datar/ vapor chamber ................................................. 15 Skema kerja vapor chamber ......................................................... 15 prinsip kerja Pipa Kalor ................................................................ 16 Jaringan hambatan thermal evaporator pipa kalor ....................... 19 Jaringan hambatan termal pipaKalor ............................................ 20 grafik parameter f3 terhadap sudut inklinasi .................................. 22 Diagram Alir pipa kalor ................................................................ 24 Pipa tembaga ................................................................................. 25 Heatsink ........................................................................................ 26 screen mesh ................................................................................... 26 H2O/ Air suling ............................................................................. 26 Plat tembaga .................................................................................. 27 poulyrethane .................................................................................. 27 Thermal paste ................................................................................ 27 glaswool ........................................................................................ 28 Modul NI 9213 .............................................................................. 28 C-DAQ 9174 ................................................................................. 29 Thermocouple ................................................................................ 30 regulator voltage ........................................................................... 31 Tang Ampere ................................................................................. 31 pompa vakum ................................................................................ 31 Spuit pump ..................................................................................... 32 Pressure gauge ............................................................................... 32 perancangan pipa kalor Lurus bertingkat ...................................... 33 Skematik pengisian fliuda kerja Pipa kalor ................................... 38 Proses pengisian Fluida kerja ........................................................ 39 Skematik pengujian Pipa Kalor ..................................................... 40 proses pengujian dan pengambilan data ........................................ 40 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan 9,24 watt dan sudut 0 derajat ......................................................... 46 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan 9,24 watt dan sudut 30 derajat ....................................................... 47 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan 9,24 watt dan sudut 60 derajat ....................................................... 48
ix
Gambar 4.4
grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan 9,24 watt dan sudut 90 derajat ....................................................... 48 Gambar 4.5 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan 46,22 watt dan sudut 0 derajat ....................................................... 49 Gambar 4.6 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan 46,22 watt dan sudut 30 derajat ..................................................... 50 Gambar 4.7 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan 46,22 watt dan sudut 60 derajat ..................................................... 51 Gambar 4.8 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan 46,22 watt dan sudut 90 derajat ..................................................... 51 Gambar 4.9 grafik Distribusi temperatur pelat simulator pada variasi sudut kemiringan 0°,30°,60°, dan 90° dengan pembebanan 9,24 watt ... 53 Gambar 4.10 grafik Distribusi temperatur pelat simulator pada variasi sudut kemiringan 0°,30°,60°, dan 90° dengan pembebanan 9,24 watt ... 54 Gambar 4.11 grafik hambatan termal pipa kalor bertingkat ............................... 56
x
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3
Data temperatur hasil pengujian .................................................... 45 Distribusi temperatur pelat simulator pada variasi sudut 0°, 30°, 60° dan 90° dengan pembebanan 9,24 watt dan 46,22 watt ........ 52 Hambatan termal pipa kalor .......................................................... 55
xi
