i
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
ii
iii
iv
PENGARUH SUDUT PELETAKAN PIPA KALOR
BERTINGKAT TERHADAP KINERJA PIPA KALOR
DALAM SISTEM PENDINGINAN CPU
(CENTRAL PROCESSING UNIT)
Oleh : Putu Wardana
DosenPembimbing : 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
v
INCLINATION HEAT PIPE EFFECT ON THE
PERFORMANCE OF STORY CALORIFIC HEAT PIPE IN
COOLING SYSTEM CPU
(CENTRAL PROCESSING UNIT)
Author : Putu Wardana
Guidance : 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
vi
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
vii
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
1.1 Latar Belakang… ................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................ 3
1.4 Manfaat Penelitian .............................................................. 3
1.5 Batasan Masalah ................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................ 5
2.1 State Of The Art .................................................................. 5
2.2 Dasar Teori ......................................................................... 7
2.2.1 Sistem Pendinginan Komputer ................................... 7
2.3 Pipa Kalor .......................................................................... 9
2.3.1 Jenis-jenis pipa kalor ................................................. 10
2.3.2 Prinsip Kerja Pipa Kalor ............................................ 16
2.3.3 Hambatan termal pipa Kalor ..................................... 18
2.3.4 Batasan Kerja Pipa Kalor .......................................... 20
2.4 Sudut Kontak ...................................................................... 21
2.5 Sudut peletakan pipa Kalor ................................................. 21
BAB III METODE PENELITIAN ........................................................ 24
3.1 Metode Penelitian ............................................................... 24
3.2 Bahan dan Alat Penelitian ................................................... 25
3.2.1 Bahan ....................................................................... 25
3.2.2 Alat .......................................................................... 28
3.3 Tahapan Persiapan…………………………………….. .......... 33
3.3.1 Perancangan Pipa Kalor ............................................ 33
3.3.2 Pengisian Fluida Kerja .............................................. 34
3.4 Tahap Pengujian……………………………………. .............. 39
3.5 Prosedur Penelitian……………………………… .................. 41
3.6 Metode Pengolahan Data ..................................................... 42
BAB IV PEMBAHASAN ....................................................................... 44
4.1 Data dan Hasil Pengujian .................................................... 44
4.2 Analisa dan Pembahasan ..................................................... 45
4.2.1 Distribusi temperatur Pipa Kalor Bertingkat .............. 45
4.2.2 Distribusi temperatur Permukaan Plat Simulator ....... 52
4.2.3 Hambatan Termal Pipa Kalor Bertingkat ................... 54
viii
BAB V KESIMPULAN .......................................................................... 57
5.1 Kesimpulan......................................................................... 57
5.2 saran ................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Heatsink ......................................................................................... 7
Gambar 2.2 Kipas (fan) ..................................................................................... 8
Gambar 2.3 Liquid cooler ................................................................................. 9
Gambar 2.4 Pipa Kalor pada pendingin komputer ........................................... 10
Gambar 2.5 Skema pipa kalor ........................................................................... 11
Gambar 2.6 Pipa kalor tipe pipih ...................................................................... 12
Gambar 2.7 Pipa kalor tipe plat ........................................................................ 12
Gambar 2.8 Pipa kalor jenis melingkar ............................................................. 13
Gambar 2.9 Skema kerja pipa kalor melingkar…………………………… ..... 13
Gambar 2.10 pipa Kalor Datar/ vapor chamber ................................................. 15
Gambar 2.11 Skema kerja vapor chamber ......................................................... 15
Gambar 2.12 prinsip kerja Pipa Kalor ................................................................ 16
Gambar 2.13 Jaringan hambatan thermal evaporator pipa kalor ....................... 19
Gambar 2.14 Jaringan hambatan termal pipaKalor ............................................ 20
Gambar 2.15 grafik parameter f3 terhadap sudut inklinasi .................................. 22
Gambar 3.1 Diagram Alir pipa kalor ................................................................ 24
Gambar 3.2 Pipa tembaga ................................................................................. 25
Gambar 3.3 Heatsink ........................................................................................ 26
Gambar 3.4 screen mesh ................................................................................... 26
Gambar 3.5 H2O/ Air suling ............................................................................. 26
Gambar 3.6 Plat tembaga .................................................................................. 27
Gambar 3.7 poulyrethane .................................................................................. 27
Gambar 3.8 Thermal paste ................................................................................ 27
Gambar 3.9 glaswool ........................................................................................ 28
Gambar 3.10 Modul NI 9213 .............................................................................. 28
Gambar 3.11 C-DAQ 9174 ................................................................................. 29
Gambar 3.12 Thermocouple ................................................................................ 30
Gambar 3.14 regulator voltage ........................................................................... 31
Gambar 3.15 Tang Ampere ................................................................................. 31
Gambar 3.16 pompa vakum ................................................................................ 31
Gambar 3.17 Spuit pump ..................................................................................... 32
Gambar 3.18 Pressure gauge ............................................................................... 32
Gambar 3.19 perancangan pipa kalor Lurus bertingkat ...................................... 33
Gambar 3.20 Skematik pengisian fliuda kerja Pipa kalor ................................... 38
Gambar 3.21 Proses pengisian Fluida kerja ........................................................ 39
Gambar 3.22 Skematik pengujian Pipa Kalor ..................................................... 40
Gambar 3.23 proses pengujian dan pengambilan data ........................................ 40
Gambar 4.1 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan
9,24 watt dan sudut 0 derajat ......................................................... 46
Gambar 4.2 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan
9,24 watt dan sudut 30 derajat ....................................................... 47
Gambar 4.3 grafik Distribusi temperatur pipa kalor bertingkat pada pembebanan
9,24 watt dan sudut 60 derajat ....................................................... 48
x
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
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data temperatur hasil pengujian .................................................... 45
Tabel 4.2 Distribusi temperatur pelat simulator pada variasi sudut 0°, 30°, 60°
dan 90° dengan pembebanan 9,24 watt dan 46,22 watt ........ 52
Tabel 4.3 Hambatan termal pipa kalor .......................................................... 55