PERANCANGAN FASILITAS EKSPERIMEN FLOW BOILING UNTUK SISTEM PENDINGIN DUA FASA PADA KANAL HORIZONTAL

ELIUS SALMON S, Indro Pranoto,S.T., M.Eng., Ph.D.

2018 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Penggunaan komputer dan barang elektronik yang ekstensif pada berbagai aspek kehidupan selalu memiliki tantangan, berupa semakin besarnya beban kerja yang diberikan pada perangkat elektronis, baik dalam proses komputasi, jangka waktu pakai, dan kondisi kerja. Tantangan-tantangan tersebut menimbulkan permintaan manusia sebagai user akan device yang efisien, tangguh, dan memiliki reliability yang tinggi dalam form factor yang ringkas. Ukuran device yang semakin mengecil yang menyebabkan penurunan area permukaan perpindahan kalor, melawan kebutuhan akan kecepatan processing power yang terus meningkat, sehingga fluks kalor yang harus dilepas juga meningkat. Sistem pendingin flow boiling dapat menjadi solusi tantangan tersebut. Perancangan fasilitas eksperimen flow boiling untuk sistem pendingin dua fasa pada kanal horizontal dilakukan dengan menentukan terlebih dahulu besarnya laju perpindahan kalor yang diterima evaporator. Nilai dari laju perpindahan kalor tersebut menjadi acuan dalam menentukan desain dari komponen penyusun fasilitas flow boiling. Evaporator yang dirancang memiliki dimensi area heater (82 x 60) mm. Laju perpindahan kalor yang diterima evaporator bernilai <=2100 W, sedangkan kapasitas kondensor berpendingin udara yang dirancang sebesar 4440 W. Pompa yang dipilih dalam perancangan adalah micro gear pump yang mampu mengakomodasi kebutuhan debit fluida kerja dalam rentang 0,0455 Lpm hingga 4,55 Lpm dan dapat memenuhi kebutuhan head sistem flow boiling sebesar 12,915 kPa. Reservoir yang dirancang memiliki volume 3,211 liter dan dilengkapi dengan heater untuk mengkondisikan fluida kerja mendekati temperatur saturasi sesaat akan memasuki evaporator.

Usage of computer and electronic devices in human livelihood has always have its challenges, one of them being the constantly increasing workload given by the user, in computing, extensive long-hour use, and working conditions given. These challenges resulted in a demand of efficient, tough, and tough electronic devices that comes in small form factor. Small form factor itself will give constraint to the device itself by reducing the bulk area of heat transfer, and decreasing the possibility of achieving higher processing power. Thus, the flow boiling cooling system can act as the solution to the problem. The design process of the flow boiling experimental facility for the advanced cooling system on horizontal channel is done by determining tha magnitude of heat transfer rate received by the vaporator. The value of the heat transfer rate is a reference to determine the properties needed to design and choose components needed in the flow boiling facility. The evaporator is set to have the heater are dimension of (82 x 60) mm and heat transfer rate of <=2100 W, while the condenser needed on this facility will be air-cooled with 4440 W capacity. The pump chosen in the design is a micro gear pump with span of flow rate from 0,0455 Lpm to 4,55 Lpm and must be able to withstand total system head loss of 12,915 kPa. Reservoir designed will have 3,211 litre of volume and will be equipped with heater to condition the working liquid to a certain saturation temperature before flowing into the evaporator.

Kata Kunci : flow boiling, horizontal channel, electronic cooling, two phase cooling, advanced cooling, heat exchanger design