Penurunan performa pada perangkat elektronis secara signifikan terjadi ketika suhu perangkat yang naik saat kalor yang dihasilkan tidak dibuang pada tingkat yang sama dari laju yang dihasilkannya sehingga nilai heat flux yang semakin meningkat perlu diimbangi dengan pengembangan sistem pendinginan yang mampu menjaga performa komponen elektronik tetap pada nilai maksimalnya. Sistem pendinginan dengan metode pool boiling, yang memiliki nilai heat transfer coefficient (HTC) yang cukup tinggi menjadi salah satu solusi yang ditawarkan. Penelitian dilakukan untuk memahami pengaruh penambahan orientasi pada sistem pool boiling dengan variasi interval terhadap nilai HTC dengan menggunakan berbagai fenomena pendidihan dan karakteristik pertumbuhan bubble.
Dalam penelitian sistem pool boiling, variasi sudut orientasi dari 0° hingga 20° dengan interval 5° digunakan pada fins berbahan alumunium dengan variasi geometri berupa bentuk lingkaran (circular) dan persegi (square) dengan ukuran 30 mm × 30 mm. Fluida kerja yang digunakan dalam penelitian ini adalah HFE-7100, yang memiliki sifat dielektrik. Penelitian dilakukan pada tingkat panas (heat rate) antara 10 W hingga 50 W. Pengamatan dilakukan sebelum mencapai nilai critical heat flux (CHF).
Secara keseluruhan, hasil penelitian menunjukkan bahwa sudut orientasi memiliki dampak yang signifikan terhadap koefisien perpindahan kalor dan dinamika bubble. Studi ini menunjukkan bahwa semakin meningkatnya sudut orientasi, mengakibatkan pengurangan daerah sebaran dan pertumbuhan bubble. Nilai h yang didapatkan performa terbaik terjadi pada sudut 0° dengan nilai h sebesar 5,18 kW/m^2·K untuk CPF. Seiring peningkatan sudut, nilai h mengalami penurunan. Sementara itu, untuk SPF dengan performa terbaik pada 0°, nilai h sebesar 3,97 kW/m^2·K. Maka, hasil perbandingan dua jenis variasi pin fins, yaitu circular pin fins (CPF) dan square pin fins (SPF), menunjukkan hasil bahwa performa CPF lebih baik dibandingkan dengan SPF.
A significant decrease in the performance of electronic devices occurs
when the temperature of the device rises due to the heat generated not being
removed at the same rate as it is produced, so that the increasing value of heat flux
needs to be balanced with the development of a cooling system that can maintain
the performance of electronic components at their maximum value. Cooling
systems with pool boiling methods, which have a sufficiently high heat transfer
coefficient (HTC), are one of the solutions offered. Research is conducted to
understand the effect of adding orientation to the pool boiling system with
variations in intervals on the value of HTC using various boiling phenomena and
bubble growth characteristics.
In pool boiling system research, variations in orientation angles from 0° to 20° with a 5° interval are used on aluminum fins with circular and square
geometries measuring 30 mm × 30 mm. The working fluid used in this study is
HFE-7100, which has dielectric properties. The research is conducted at heat rates
ranging from 10 W to 50 W. Observations are made before reaching the critical
heat flux (CHF) value.
Overall, the research results indicate that the orientation angle has a
significant impact on the heat transfer coefficient and bubble dynamics. This
study shows that an increase in the orientation angle results in a reduction in
the spread area and growth of bubbles. The obtained value of h for the best
performance occurs at an angle of 0° with a value of h is 5,18 kW/m^2·K for CPF.
As the angle increases, the value of h decreases. Meanwhile, for SPF with the
best performance at 0°, the value of h is 3,97 kW/m^2·K. Therefore, the
comparison results of two types of pin fin variations, namely circular pin fins
(CPF) and square pin fins (SPF), show that the performance of CPF is better than
SPF.
Kata Kunci : Pool Boiling, Heat Transfer Coefficient, Sudut Orientasi, Fenomena Pendidihan, Circular Pin Fins, Square Pin Fins, HFE-7100.
