Pengembangan Fasilitas Pengujian Serpentine Minichannel Cold Plate Sebagai Sistem Pendinginan Fluks Kalor Tinggi

Indro Pranoto (Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada)
Yusuf Yunus (Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada)
M. Fakhri Alfath (Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada)

Jurnal Rekayasa Energi dan Mekanika
Vol 2, No 2 (2022): JREM

 ABSTRAK Perkembangan dunia industri dewasa ini terasa begitu pesat dan cepat, bahkan diklaim telah memasuki era industri 4.0. Industri seperti manufaktur, konstruksi, arsitektur, militer, maritim, otomotif, elektronik, dan lainnya berlomba melakukan terobosan dan inovasi di bidang teknologi dengan cara membuat komponen perangkat dalam ukuran yang semakin kecil dengan fungsi maksimal. Efeknya adalah meningkatnya jumlah panas yang dihasilkan dan cenderung tidak terkontrol (thermal runaway). Karena itu dibutuhkan sistem pendingin yang dapat menghilangkan kalor tinggi pada komponen tersebut. Salah satu sistem pendinginan yang sering digunakan adalah liquid cold plate atau mini channel heat sink (MCHS) yang menggunakan air sebagai media pendingin. Pengembangan fasilitas uji ini dilakukan agar dapat menghasilkan fasilitas eksperimen serpentine minichannel cold plate sebagai sistem pendinginan pada fluks kalor tinggi. Pengambilan data awal pada fasilitas uji dengan variasi laju aliran fluida 0,5; 1,0 dan 1,5LPM dengan variasi daya heater 0 – 180W dengan tiap kenaikan 30W. Adapun fasilitas eksperimen ini memiliki dimensi total 1550 (p) × 800 (l) mm dan dapat mendisipasikan kalor maksimal hingga 2100 W. Serpentine cold plate berbahan aluminium Al 1050 memiliki dimensi  = 80 × 104 × 11 mm, area efektif perpindahan kalor 60 × 82 mm, ukuran channel 2 × 9 mm, jumlah belokan sebanyak 13 buah, menggunakan fluida pendingin air dengan flow rate fluida kerja maksimal mencapai 2,5 lpm. Kata kunci: serpentine mini channel, cold plate, liquid cooling, koefisien perpindahan kalor, mini channel heat sink. ABSTRACT The rapid development of the industrial world today even claims to have entered the industrial era 4.0. Industries such as manufacturing, construction, architecture, military, maritime, automotive, electronics, and others compete to make technology breakthroughs and innovations by making device components in increasingly compact sizes with maximum functionality. The effects increase the amount of heat generated and tend to be uncontrolled (thermal runaway). Therefore, a cooling system is needed that can remove high heat from these components. One of the cooling systems often used is a liquid cold plate or mini channel heat sink (MCHS), which uses water as a cooling medium. This research developed an experimental facility to produce a serpentine mini channel cold plate as a cooling system at high heat flux. We collected initial data at the test facility with a variation of the fluid flow rate of 0.5; 1.0; and 1.5LPM with variations in heater power 0–180W with each increase of 30W. This experimental facility has a total dimension of 1550mm (L) × 800mm (W) and can dissipate a maximum heat of up to 2100W. Serpentine cold plate made of aluminum Al 1050 has dimensions (L×W×H) = 80mm × 104mm × 11mm, the effective area of heat transfer is 60mm × 82mm, channel size is 2mm × 9mm, the number of turns is 13 pieces, using water cooling fluid with a maximum working fluid flow rate of 2.5LPM. Keywords: serpentine mini-channel, cold plate, liquid cooling, heat transfer coefficient, mini channel heat sink.