LATAR BELAKANG Pipa kalor merupakan alat dengan konduktivitas

I.
LATAR BELAKANG
Pipa kalor merupakan alat dengan konduktivitas termal yang tinggi tanpa bagian
yang bergerak, biasanya pipa kalor digunakan untuk menghantarkan panas pada
temperatur dan jarak tertentu dengan input listrik yang kecil.
Pipa kalor sering digunakan dalam kehidupan kita. Aplikasi pipa kalor banyak
digunakan untuk alat pendinginan ataupun untuk alat menghantarkan panas. Salah
satu aplikasi dari pipa kalor yaitu pada pendinginan alat – alat elektronik. Ataupun
kita bisa melihat aplikasi pipa kalor pada vapor chamber ataupun heat sink fan.
Dikarenakan merupakan alat yang sederhana tetapi memiliki banyak kegunaan
dalam kehidupan sehari – hari, alat ini lebih disenangi oleh masyarakat.
Perkembangan pipa kalor juga terus dilakukan. Hal ini dikarenakan pipa kalor tidak
membutuhkan banyak biaya dalam menghantarkan sejumlah panas yang diberkan.
Penggunaan pipa kalor ini menggunakan ilmu basic dari teknik mesin. Ilmu yang
digunakan yaitu perpindahan panas. Dimana kita tahu alat ini digunakan untuk
memindahkan panas dari 1 tempat ke tempat lain. Bagaimana caranya perpindahan
panas dalam pipa kalor ini? Analisis perpindahan panas inilah yang akan dibahas
dalam makalah saya.
II.
LANDASAN TEORI
1. Ilmu Perpindahan Panas
Ilmu
perpindahan
panas
merupakan
ilmu
yang
mempelajari
perpindahan panas dari 1 tempat ke tempat lain. Perpindahan panas terjadi
ketika adanya perbedaan temperatur antara 1 tempat dengan tempat lain.
Selama adanya perbedaan temperatur maka perpindahan panas akan terjadi.
Terdapat 3 cara perpindahan panas yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi
Konduksi merupakan perpindahan panas yang melalui suatu medium
solid ataupun melalui suatu medium fluida. Konveksi merupakan perpindahan
panas yang terjadi antara suatu permukaan dengan fluida yang mengalir
melalui permukaan tersebut
pada saat adanya perbedaan temperatur.
Sedangkan radiasi merupakan perpindahan panas antara 2 permukaan. Radiasi
merupakan perpindahan panas yang dapat melalui ruang hampa.
Konduksi merupakan perpindahan panas yang terjadi secara difusi.
Perpindahan panas tersebut terjadi melalui pergerakan partikel – partikel
molekular yang menghantarkan panas didalamnya dari 1 molekul ke molekul
lainnya. Perpindahan panas secara konduksi harus melalui suatu medium
seperti medium solid maupun medium fluida. Banyaknya kalor yang
dihantarkan pada perpindahan panas dalam konduksi dapat dihitung dengan
persamaan 1 :
Q = k.A.∆T/∆L ………………………………………………… (1)
Konveksi merupakan perpindahan panas seperit pada konduksi.
Perpindahan panas konveksi juga terjadi karena adanya pergerakan partikel –
partikel molekular yang menghantarkan panas didalamnya dari 1 molekul ke
molekul lainnya. Tetapi bedanya pada konveksi juga adanya perpindahan
panas atau energi melalui bulk atau melalui fluida yang bergerak. Sedangkan
untuk rumus perhitungan perpindahan panas secara konveksi dapat dilihat
pada persamaan 2 :
Q = hA∆T ………………………………………………………(2)
Radiasi merupakan perpindahan panas yang berbeda dari konveksi
ataupun konduksi. Hal ini dikarenakan perpindahan panas secara radiasi dapat
melalui ruang hampa. Perpindahan panas secara radiasi terjadi dari 1
permukaan menuju ke permukaan lainnya. Perpindahan panas ini terjadi
melalui gelombang elektromagnetik. Persamaan untuk banyaknya kalor yang
dihantarkan melalui radiasi dapat dilihat pada persamaan 3 :
Q =eσ(Ts4 – Tsurface4)
2. Pipa Kalor
Pipa Kalor merupakan alat yang digunakan untuk menghantarkan
panas dari satu tempat ke tempat lain tanpa input listrik yang besar. Pipa kalor
ini merupakan alat yang praktis untuk digunakan. Alat ini hanya terdiri dari
pipa
dan
didalamnya
mengalir
fluida
sebagai
fluida
kerja
untuk
menghantarkan panas.
Pipa kalor biasanya merupakan pipa lurus yang di dalamnya terdapat
wick dan fluida kerja seperti air pada keadaan saturasi. Pipa kalor ini terdiri
dari 3 bagian penting. Bagian pertama dari pipa kalor ini merupakan
evaporator. Evaporator merupakan bagian pipa kalor yang akan menerima
panas. Panas tersebut akan diserap fluida kerja. Fluida kerja yang telah
tersimpan sejumlah panas akan bergerak menuju daerah kondensor.
Pergerakan fluida tersebut dikarenakan adanya perbedaan tekanan dan
temperatur. Fluida yang mengandung sejumlah panas tersebut akan bergerak
menuju bagian kondensor dari pipa kalor melalui bagian adiabatik. Bagian
adiabatik dari pipa kalor hanya menjadi medium yang menyambungkan
bagian evaporator dan bagian kondensor.
Bagian
kondensor
dari
pipa
kalor
merupakan
bagian
yang
menghantarkan panas keluar dari pipa kalor. Pada bagian ini panas tersebut
akan keluar dari fluida kerja menuju lingkungan. Fluida kerja tersebut akan
melepaskan panas ke lingkungan dan bergerak kembali menuju evaporator
melalui wick di dalam pipa kalor.
Pada pipa kalor, tekanan kerja dan fluida kerja sangat tergantung pada
temperatur yang akan digunakan. Sebagai contoh untuk fluida kerja air yang
digunakan untuk menghantarkan panas pada temperatur 343 K, tekanan
didalam pipa kalor harus didesain mencapai 31.2 kPa. Faktor lain yang
mempengaruhi dalam desain pipa kalor adalah tegangan permukaan.
Tegangan permukaan pada pipa kalor haruslah besar untuk menjaga
kapilaritas dalam pipa kalor yang sesuai dengan wick pada pipa kalor.
Pipa kalor sering digunakan dalam aplikasi yang berkaitan dengan
penghantaran panas. Pipa kalor lebih efektif karena simple dalam
penggunaannya. Pipa kalor juga termasuk dalam alat penghantaran panas
yang pasif dikarenakan tidak menggunakan pompa. Pipa kalor sekarang
banyak digunakan dalam aplikasi pemanas air ataupun dalam aplikasi untuk
energi surya seperti solar collector.
III.
PEMBAHASAN
IV.
KESIMPULAN