ITS NonDegree 13239 Presentation

OLEH :DEDDY REZA DWI P2107030033DOSEN PEMBIMBING :IR. DENNY M. E. SOEDJONO,MT.

PERHITUGAN HEAT RATE HEATSINK PADA SISI PANAS THERMOELEKTRIK TEC 12706

PADA DAYA 22,4 WATT

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

ALUR PRESENTASI

Pendahuluan

Dasar Teori

Metodologi

Perhitungan

Kesimpulan

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

LATAR BELAKANG

¢ Melakukan inovasi – inovasi yang berhubungan dengan suatu teknologi yang Praktis & ramah lingkungan.

¢ Ingin membuat suatu alat pendingin minuman portable yang bisa dibawa ke mana - mana.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

RUMUSAN MASALAH

¢ Memahami prinsip kerja dari sistem pendingin ini dengan menggunakan modul Peltier.

¢ Nilai heat rate yang dihasilkan pada sisi panas sistem pendingin Peltier pada daya masukan 22,4 Watt (Kondisi maksimum)

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

TUJUAN PENULIS

¢ Melakukan pengujian dan pengambilan data dari sistem pendingin Peltier dengan menggunakan catu daya Trafo 12 Volt, 5 Ampere untuk mendinginkan Box Pendingin.

¢ Mengetahui Heat Rate pada sisi panas Peltier TEC 12706.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

MANFAAT PENULISAN

¢ Dapat menjadi referensi dalam melakukan Inovasi – inovasi pada bidang Teknik Pendingin khususnya menggunakan Modul Peltier.

¢ Dapat mengetahui data – data yang di dapat pada sistem Pendingin modul Peltier TEC 12706 dan mengetahui nilai Heat rate sisi panas Peltier.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

DASAR TEORI

¢ Pada dasarnya prinsip kerja elemen Peltier sama dengan semikonduktor khususnya semikonduktor ekstrinsik. Dimana tersusun atas dua jenis semikonduktor yaitu :

1. Jenis n

2. Jenis p

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

SEMIKONDUKTOR JENIS N & P

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

MODUL THERMOELEKTRIK

¢ Prinsip kerja thermoelektrik iniberdasarkan pada efek peltier.Bila dua kawat materialberbeda dimana masing –masing ujung kawat materialmembentuk sambungan satusama lain yang apabila diberibeda tegangan, akanmenghasilkan perbedaantemperatur. Perbedaantemperatur ini sebandingdengan jumlah arus searahyang dialirkan sehingganantinya akan ada sambunganyang menyerap kalor dan adasambungan yang melepaskankalor.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

HEATSINK

Heatsink adalah suatu alat yang berfungsi untuk membantu memindahkan panas dalam suatu sistem. Komponen utama dari heatsink adalah fin. Yaitu suatu luasan yang biasanya tersusun secara terstruktur dengan memiliki ketebalan dan jarak tersendiri.

Af = luasan fin

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

TH

EL

AM

INA

RB

OU

ND

AR

YL

AY

ER

BE

CO

ME

SF

UL

LY

DE

VE

LO

PE

D

Velocity Boundary Layer

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

TH

ES

HA

PE

OF

TH

EF

UL

LY

DE

VE

LO

PE

DT

EM

PE

RA

TU

RE

PR

OF

IL

Untuk kondisi disamping (Isothermal Surface) harga Koefisien perpindahan panas (h) adalah konstan.

Thermal Boundary Layer (Isothermal Surface)

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

RUMUS PERHITUNGAN HEATSINK

¢ Persamaan untuk menghitung Heat rate suatu heatsink (Internal flow, noncircular) adalah

q = h x At x ηo x LMTD

(Incropera)

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

METODOLOGI

¢ Gambar diagram alir Pengerjaan Tugas

Akhir.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

GA

MB

AR

SIS

TE

MP

EN

DIN

GIN

PE

LT

IER

12

70

6.

Rangkaian pendingin ini terdiri dari Modul Peltier, dimana dikedua sisinya menghasilkan temperatur yang berbeda. Di kedua sisi tersebut dipasang suatu Heatsink beserta Fan. Fan & Heat sink pada sisi panas bekerja untuk melepaskan panas yang dihasilkan modul Peltier sebanyak mungkin. Klo dibagian dingin fan & heat sink bekerja untuk menyemburkan dingin yang dihasilkan.

Modul Peltier

Heatsink Dingin

Fan

Heatsink panas

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

DA

TA

PA

DA

ME

NIT

KE

93

SA

MP

AI

12

0 (M

AK

SIM

UM

)

Pada gambardisampingditampilkansebagian datasampai kondisimaksimum (padamenit ke 120).Karena yangdigunakan padaperhitungan HeatRate adalah datasaat SistemPendingin Peltierberada padakondisi maksimum(pada menit ke 120)

Catatan : kondisimaksimumberdasarkan padabatasan percobaanyang kita buat.

Kondisi maksimum

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

PERHITUNGAN & PEMBAHASAN

¢ Gambar blok diagram

Proses perhitungan

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

PERHITUNGAN HEAT RATE

¢ Perhitungan Heat rate.

q = 2( h x At x ηo x θblm)

Dimana,h = Koeffisien konveksi

At = Luas permukaan total

ηo = Effisiensi overall

θblm = LMTD

¢ Menghitung nilai h.

NuD = h Dh / kMenentukan nilai NuD melalui tabel 2.14, dengan inputan nilai b/a = L /(s-t), setelah nilai b/a diketahui maka nilai NuD bisa ditentukan. Dan

Dh = 4 AC / P

AC = 4 L / (s-t)

P = 2 (L + s - t)

Setelah itu nilai h bisa diketahui dengan,

¢ h = NuD k / Dh , dan didapat harga h = 18,3 W/ m2 K

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

¢ Perhitungan At (Luas permukaan total)

At = NAf + Ab

Sedangkan,

Af = 2 (L / 2) B

Ab = (W – N t) B

¢ Perhitungan

ηo = 1 – [N Af (1 – ηf)/ At]

ηf = tan m (L / 2) / m (L / 2)

Dimana, harga m adalah

m = [hP/k Ac]

= [h x 2 (t + b) / k (tb)]

Sehingga nilai ηo didapat 0,47

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

¢ Perhitungan nilai LMTD.

θlbm = ( )

Tm,o = Ts – (Ts – Tm,i) exp

Nilai Rtot dapat dicari melalui,

Rtot =

Sedangkan, Rt,o = (ηohAt)-1

Dan, ṁ1 = N ṁ

Maka, harga Tm,o & LMTD adalah 311,13 ˚K & 2,53

Maka setelah harga – harga properti untuk mencari heat rate diketahui maka heat rate yang dihasilkan heatsink pada Peltier 12706 pada daya 22,4 Watt adalah sebesar 5,7 Watt.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

KESIMPULAN & SARAN

Kesimpulan :

¢ Semakin cepat panas yang dapat dilepaskan maka semakin effisien Kinerja Peltier di sisi dinginnya.

¢ Heat Rate yang dihasilkan 5,7 Watt.

¢ Hanya bisa mendinginkan ruangan yang relatif kecil.

Saran :

¢ Untuk mendapatkan kinerja Peltier yang maksimal maka diperlukan catu daya yang memiliki variabel output.

¢ Memperbesar dimensi fan & heatsink agar didapat heat rate yang tinggi.

¢ Melapisi box (bahan : cork) dengan bahan yang dapat memperkecil heat loss pada dinding box.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

TERIMA KASIH

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.