View
131
Download
18
Category
Preview:
DESCRIPTION
nshsdfgsikcjcid.
Citation preview
PROPULSI KAPAL
B A B IP E N D A H U L U A N
I.1 LATAR BELAKANG
Indonesia sebagai negara berkembang pada dewasa ini yang mana lebih
menitik-beratkan pembangunannya pada sektor perindustrian dan perdegangan
dengan dukungan dari sektor- sektor lainnya. Namun dengan melihat keadaan
geografis negara kita sebagian besar terdiri dari lautan, maka salah satu sektor
yang sangat menunjang pembangunan adalah angkutan laut. Dimana angkutan
laut berfungsi menghubungkan antara pulau di Indonesia yang dapat
memperlancar proses pembangunan. Sehingga teknologi dalam hal ini mengenai
teknologi transportasi laut pun semakin perlu untuk dikembangkan.
Dengan adanya tuntutan-tuntutan tersebut diatas, maka industri perkapalan
Indonesia berupaya untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Dalam upaya
memajukan teknologi industri perkapalan tentu terdapat berbagai masalah yang
memerlukan penelitian yang lebih mendalam. Salah satu masalahnya yaitu
penentuan besarnya tahanan dan propulsi kapal yang merupakan faktor
terpenting dalam mendesain suatu kapal. Kapal yang bergerak di air akan
mengalami tahanan yang arahnya berlawanan dengan arah gerak kapal. Untuk
melawan tahanan tersebut diperlukan suatu mekanisme penghasil daya dorong
yang efektif, sehingga kapal dapat bergerak maju. Adapun mekanisme penghasil
gaya dorong itu berupa mesin yang akan menyalurkan daya melalui poros untuk
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
diteruskan ke propeller sehingga nantinya akan menghasilkan daya dorong yang
dapat menggerakkan kapal dan melawan gaya tahanan yang dialami kapal.
I.2 RUMUSAN MASALAH
Dalam merencanakan suatu propeller, kita harus meninjau dari segi tehnik
dan ekonomis. Sehingga perancangan atau pendesainan suatu propeller perlu
memperhatikan beberapa hal mendasar sebagai berikut :
Metode yang digunakan dalam merencanakan sebuah propeller agar
memenuhi syarat-syarat di atas.
Hubungan antara tipe dan ukuran kapal dengan ukuran propeller.
Metode menghitung efesiensi propeller yang maksimum sesuai dengan
yang direncanakan.
Pengaruh tahanan kapal terhadap perencanaan sebuah propeller.
I.3 BATASAN MASALAH
Propeller sebagai alat penggerak utama kapal memerlukan suatu
pendesainan yang tepat untuk menghasilkan daya dorong yang cukup dan searah
dengan pergerakan kapal sehingga dalam pendesainan suatu kapal harus
mempunyai batasan yang jelas, baik dari propeller itu sendiri maupun dari
bagian luar propeller tersebut, adapun batasan-batasan tersebut dalam hal ini
adalah :
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
Tipe dan ukuran utama kapal
Tipe suatu kapal sangat berpengaruh terhadap pendesainan propeller
karena untuk beberapa tipe kapal digunakan desain propeller yang khusus,
antara lain: kapal penumpang, kapal ferry dan kapal tunda. Sedangkan ukuran
utama kapal khususnya sarat kapal dan ukuran tinggi buritan mempengaruhi
ukuran diameter propeller .
Metode perhitungan hambatan kapal
Dalam perhitungan hambatan kapal diperoleh nilai hambatan kapal
yang sangat mempengaruhi proses pendesainan propeller yang menyangkut
gaya dorong yang dihasilkan guna melawan hambatan pada kapal. Adapun
metode yang digunakan adalah metode Guldhammer.
Perhitungan efesiensi propeller
Dalam perhitungan efesiensi propeller dihasilkan kerja propeller yang
sangat efektif pada dimensi tertentu yang juga dapat memenuhi persyaratan
teknis yang diperoleh dari efesiensi yang baik dan batas kemungkinan
kapasitas yang masih diizinkan.
Desain profil daun propeller
Propeller merupakan suatu bentuk alat penggerak kapal. Sebuah
propeller dihubungkan dengan hub atau boss propeller yang merupakan
bagian yang dapat dilepas. Berkaitan dengan efesiensi propeller, profil
propeller itu mempunyai pengaruh yang sangat besar terutama dalam hal
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
besarnya gaya dorong yang dihasilkan serta proses terjadinya kavitasi pada
daun propeller.
Untuk merencanakan daun propeller dibutuhkan data-data sebagai berikut :
Kecepatan (knot)
Daya mesin (HP)
Putaran propeller (rpm)
Diameter propeller (m)
I.4 TUJUAN DAN KEGUNAAN
Tujuan dari pendesainan sebuah propeller adalah untuk mendapatkan
propeller yang secara fisik mampu menghasilkan gaya dorong yang semaksimal
mungkin bagi kapal. Sedangkan kegunaannya adalah untuk mengefesienkan
kerja sistem penggerak kapal, sehingga operasi kapal dapat dilakukan sebaik-
baiknya, sehingga syarat teknis dan ekonomi dapat terpenuhi.
I.5 SISTEMATIKA PENULISAN
BAB I PENDAHULUAN
Pendahuluan meliputi :
1. Latar belakang
2. Rumusan masalah
3. Batasan masalah
4. Tujuan dan kegunaan
5. Sistematika penulisan
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
BAB II LANDASAN TEORI
Landasan teori meliputi :
1. Teori hambatan
2. Metode perhitungan hambatan
3. Hubungan interaksi antara kapal, mesin dan propeller
4. Teori perancangan propeller
5. Efesiensi propeller
BAB III PENYAJIAN DATA
Penyajian data meliputi :
1. Ukuran utama kapal
2. Perhitungan hambatan
3. Kerangka pemikiran
BAB IV PEMBAHASAN
Pembahasan meliputi :
1. Perhitungan efesiensi Propeller
2. Desain propeller
BAB V PENUTUP
Penutup meliputi :
1. Kesimpulan
2. Saran-saran
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
B A B IIL A N D A S A N T E O R I
II.1 TEORI TAHANAN KAPAL
Perencanaan propulsi suatu kapal didasarkan pada tahanan yang terjadi
pada kapal tersebut. Kapal yang bentuk lambungnya mempunyai tahanan yang
lebih rendah bila kapal tersebut bergerak di air, maka agar energi yang
dibutuhkan untuk menggerakkan kapal pada kecepatan tertentu dapat lebih
efisien.
Tahanan kapal pada suatu kecepatan adalah gaya fluida yang bekerja
pada kapal sedemikian rupa, sehingga melawan arah gerakan kapal. Tahanan
tersebut sama dengan komponen gaya fluida yang bekerja sejajar dengan sumbu
gerakan kapal. Dimana tahanan kapal secara umum dirumuskan sebagai berikut :
RT = RF + RR
Dimana : RT = tahanan total kapal
RF = Tahanan gesek
RR = Tahanan sisa
Kedua komponen tahanan kapal diatas dapat diuraikan menjadi
sejumlah komponen yang berbeda yang diakibatkan oleh berbagai macam hal.
Dengan memakai defenisi ITTC, selama memungkinkan komponen tersebut
adalah :
1. Tahanan Gesek (Friction Resistance)
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
Tahanan gesek adalah komponen tahanan yang diperoleh dengan
cara mengintegralkan tegangan tangensial ke seluruh permukaan basah kapal
menurut arah gerakan kapal. Tahanan ini timbul akibat terjadinya gesekan
antara fluida dengan permukaan bidang basah kapal karena adanya
viskositas fluida.
Tahanan gesek yang dialami kapal dapat dirumuskan sebagai berikut :
RF = Cf x [1/2 x x (Vk)2] x S
Dimana :
Cf = koefisien tahanan spesifik
= massa jenis fluida
Vk = kecepatan kapal
S = luas bidang basah
Harga Cf tergantung pada sifat aliran, angka Reynolds, bentuk bidang basah
kapal serta sifat dan keadaan permukaan.
2. Tahanan Sisa (Residu Resistance)
Tahanan sisa adalah kuantitas tahanan yang merupakan hasil
pengurangan dari tahanan total dengan tahanan dari suatu kapal yang telah
melalui hasil perhitungan secara khusus. Bagian terbesar dari tahanan sisa,
secara umum dapat dijelaskan sebagai berikut :
Tahanan Viskos
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
Tahanan viskos adalah komponen tahanan yang terkait dengan energi
yang dikeluarkan akibat pengaruh viskositas fluida.
Tahanan Tekanan
Tahanan tekanan adalah komponen tahanan yang diperoleh dengan jalan
mengintegralkan tegangan normal ke seluruh permukaan arah gerakan
benda.
Tahanan Tekanan Viskos
Tahanan tekanan viskos adalah komponen tahanan yang diperoleh dengan
jalan mengintegralkan komponen tegangan normal akibat viskositas dan
turbulensi.
Tahanan Gelombang
Tahanan gelombang adalah komponen tahanan yang terkait dengan
energi yang dikeluarkan untuk menimbulkan gelombang gravitasi.
Tahanan pemecah gelombang adalah komponen tahanan yang terkait
dengan pemecah gelombang yang berada di buritan kapal.
3. Tahanan Semprotan
Tahanan semprotan (Spray Resistance) adalah komponen tahanan
yang terkait dengan energi yang dikeluarkan untuk menimbulkan semprotan.
Selain tahanan-tahanan di atas, masih terdapat beberapa tahanan
tambahan yang terdiri dari :
Tahanan Anggota Badan (Appendages Resistance)
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
Tahanan ini adalah tahanan yang berasal dari boss poros, penyangga
poros dan poros, lunas bilga, daun kemudi dan sebagainya.
Tahanan Udara
Tahanan udara adalah tahanan yang dialami oleh bagian dari kapal
yang berada di atas permukaan air dan bangunan atas kapal karena gerakan
yang menyusuri udara. Tahanan ini tergantung pada kecepatan angin dan
kapal, arah angin, luas serta bentuk bagian atas kapal.
Tahanan Kemudi (Steering Resistance)
Untuk mempertahankan arah lintasan (haluan), koreksi kedudukan
umumnya dilakukan dengan memakai daun kemudi. Pemakaian daun kemudi
menyebabkan timbulnya komponen tahanan tambahan yang disebut tahanan
kemudi.
II.2. METODE PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL
Dalam perhitungan tahanan kapal digunakan beberapa metode antara
lain :
1) Metode kapal pembanding
Dalam metode ini, untuk menentukan tahanan dari suatu kapal
dilakukan dengan mengambil suatu contoh kapal dengan type dan ukuran
yang sama sehingga dapat diketahui berapa besar tahanan dari kapal
tersebut
2) Metode statistik
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
Dengan metode ini, tahanan kapal ditentukan dengan jalan
mengambil contoh tahanan dari beberapa kapal pembanding dengan
ukuran dan type yang sama. Sehingga dengan data statistik maka akan
diperoleh besar tahanan kapal yang dirancang dengan ukuran yang berbeda.
3) Metode satupersatu
Dalam metode ini, untuk menentukan besarnya tahanan dari sautu
kapal dapat diperoleh dengan cara menghitung komponen tahanan yang ada
pada suatu kapal sehingga diperoleh keseluruhan jumlah tahanan kapal
tersebut. Dalam metode satupersatu ini dibagi menjadi beberapa metode,
yang antara lain yaitu :
a. Diagram Taylor dan Gentler
b. Metode Guldhammer
c. Diagram Lapp
d. Metode Yamagata
e. Metode Ayre Rammers
f. Metode Holtrof & GJ. Mannen
II. 3. HUBUNGAN INTERAKSI KAPAL, MESIN, & PROPELLER
Untuk mengetahui bagaimana hubungan interaksi antara kapal, mesin,
dan propeller maka ketiga komponen ini lebih dulu ditinjau secara terpisah.
Pada pemilihan mesin kapal tergantung pada seberapa besar daya untuk
menggerakkan suatu kapal dengan ukuran tertentu. Kapal dengan ukuran fisik
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
yang besar memiliki jenis mesin yang berbeda dengan kapal yang berdimensi
yang lebih kecil.
II. 4. TEORI PERANCANGAN PROPELLER
Ada beberapa teori yang telah diajukan untuk menjelaskan cara
sebuah baling-baling menghasilkan daya dorong. Sekalipun demikian belum
ada teori yang memperhitungkan semua faktor yang terlibat dalam aksi baling-
baling, karena itu perancangan baling-baling kapal yang cocok untuk kondisi
yang diberikan masih sering tergantung pada hasil percobaan dengan memakai
model. Berikut akan dibahas secar singkat beberapa teori perancangan baling-
baling :
1. Teori Sederhana Aksi Baling-Baling
Teori ini dikemukakan oleh Rankine (1865) yang menyimpulkan bahwa
gaya angkat baling-baling dari gerakan fluida ketika fluida tersebut
melewati baling-baling dan memperhitungkan pula gesekan daun. Dalam
satu kisaran baling-baling harus sudah bergerak kedepan sejauh jarak yang
sama dengan harga langkah ulirnya P. karena air dipercepat kebelakang
maka baling-baling tersebut dalam satu kisaran sebenarnya hanya bergerak
sejauh jarak yang kurang dari langkah ulirnya, perbedaan ini disebut slip.
Rasio dari slip tersebut dapat didefenisikan sebagai :
VA/TnP = 1 – Sr
harga slip Sr = 0 akan menghasilkan efesiensi = 1. Baling-baling ulir
merupakan alat reaksi yang mengambil air pada kecepatan tertentu dan
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
membuangnya kebelakang dengan kecepatan yang lebih besar. Tiap detik
baling-baling tersebut mempercepat air dengan W (ton) sebesar a (m/s2)
maka gaya yang diberikan sebesar :
F = W . a dalam kN
2. Teori Momentum Baling-Baling
Teori ini memberikan keterangan dalam mengenal aksi baling-baling dan
dapat pula dipakai dalam menghitung medan kecepatan rata-rata di
sekeliling baling-baling. Teori dibuat berdasarkan anggapan sebagai
berikut :
Baling-baling memberikan kecepatan yang seragam kepada semua
fluida yang lewat melalui diskus baling-baling tersebut.
Alirannya adalah aliran tampa gesekan
Aliran masuk air menuju kebaling-baling tidak terbatas
Daerah fluida yang menerima aksi baling-baling berupa kolom bulat
Efisiensi baling-baling ideal menurut teori ini adalah :
Dimana : Va = kecepatan maju baling-baling
Ua = kecepatan induksi aksial
Ut = kecepatan induksi baling-baling
ar = jari-jari baling-baling
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
3. Teori Elemen Daun Baling-Baling
Teori ini dikembangkan oleh William Froude dan telah dapat untuk
menurunkan gaya pada daun, teori ini menganggap bahwa antara daun
yang satu dengan yang lainnya tidak terdapat interaksi dan tidak ada
keceapatan induksi.
Daun baling-baling dipasang tersusun dari sejumlah strip bundar dari
tepi hingga tepi ikut daun masing-masing elemen yang dianggap berfungsi
sebagai bagian dari hydrofoil, dengan demikian maka kecepatan fluida
relatif terhadap masing-masing elemen daun adalah resultan dari kecepatan
sudut
4. Teori Sirkulasi
Teori sirkulasi didasarkan pada konsep bahwa gaya angkat yang
ditimbulkan oleh daun propeller disebabkan oleh adanya aliran sirkulasi
disekeliling daun maka timbul kenaikan kecepatan setempat serta kenaikan
tekanan pada sisi muka daun. Gaya angkat didefenisikan sebagai :
dl = Cl (1/2. Vg2) c.dr
Hasil akhir dari perhitunga ini adalah harga koefisien daya dorong.
5. Teori Gaya Angkat Permukaan
Metode ini memberikan formula moduls penampang terbesar untuk
menghasilkan aliran lunak yang melalui beling-baling dengan memakai
pusaran dapat dikelompokkan dalam dua kategori :
1. Penyajian dalam bentuk kisi-kisi (Lattice)
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
2. penyajian dalam bentuk lembaran pusaran menerus
6. Teori Kekuatan Baling-Baling
Taylor mempublikasikan teori balok cantilever untuk menghitung tegangan
baling-baling kapal. Teori ini dipakai sebagai dasar penenutuan tebal daun
baling-baling yang memberikan tegangan yang sesuai dengan materil yang
dipakai. Metode ini memakai harga rata-rata gaya dorong, torsi, dan gaya
sentrifugal pada kecepatan mesin maximum yang dapat dipakai secara
terus menerus. Dengan anggapan bahwa secara mengeliling untuk setiap
jari-jari yang ditinjau, kecepatan aliran masuk di baling-baling dianggap
tetap, sehingga harga tegangan yang akan doperoleh hanyalah harga rata-
rata. Metode ini memberikan formula untuk modulus penampang sebesar :
Ws = 1sc / yc
Dengan memakai formula diatas, penampang daun baling-baling dan gaya-
gaya yang diasumsikan maka tegangan daun dapat diperkirakan.
II. 5. EFISIENSI PROPELLER
Propeller yang berada pada air terbuka (open water) yaitu dimedan
aliran homogen akan memiliki efisiensi sebesar :
dimana Qo adalah torsi yang terjadi pada saat propeller menghasilkan gaya
dorong T dan pada putaran tertentu n dan pada bagian belakang lambung
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
dengan kecepatan, gaya dorong T dan putaran n yang sama akan menghasilkan
torsi Q yang berbeda.
Nilai efisiensi relatif berkisar antara 0,95 sampai 1,0 untuk kapal twin
screw, dan 1,05 sampai 1,1 unutk kapal single screw. Usaha untuk
menggerakkan kapal melawan tahanan total kapal adalah sama dengan Rt x V
atau power aktif (PE). Usaha yang dilakukan oleh propeller yang menghasilkan
daya dorong T pada kuatu kecepatan Va adlah sama dengan T x Va. Rasio dari
usaha yang bekerja pada kapal dan dilakukan oleh propeller disebut efisiensi
lambung (hull efficiency), dimana :
jadi efisiensi propulsi atau quasi propulsive coefficient adlah perkalian antara
efisiensi hull,efisiensi open water, dan efisiensi rotatif.
Adapun tahap-tahap perencanaan efisiensi propeller adalah sebagai
berikut :
1. Menentukan kecepatan kapal dalam knot atau m/s.
2. menetukan besarnya arus ikut. Dalam hal ini digunakan formula Taylor :
- untuk kapal single screw : w = 0,5 Cb – 0,05
- untuk kapal twin screw : w = 0,55 Cb – 0,2
3. formula taylor untuk thrust deduction fraction atau T dirumuskan sebagai
berikut : t = k x w
dimana : w = arus ikut
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
k = 0,5 – 0,7 (untuk kemudi stream line)
k = 0,5 (untuk pelat kemudi tipis)
4. Menentukan kecepatan air masuk ke propeller (Va)
5. Menentukan diameter propeller (Dp), Dp = 2/3 sarat.
6. Penentuan Delivery Horse Power (DHP)
7. Penentuan Shaft Horse Power (SHP)
8. Menetukan besarnya koefisien Taylor. (Bp).
9. Penentuan nikai K x J dengan menggunakan rumus : K x J = 0,1739 Bp1.
10. Penetuan jarak sumbu poros ke lunas dengan memakai rumus :
E = 0,045 T + 0,5 Dp
11. Immersion of propeller shaft (tinggi air diatas poros) ditentukan dengan
rumus :
H = (T-E) + (3/4%L) dimana : T = sarat kapal
E = 0,5 D + 0,045
12. Po-Pv adalah tekanan pada poros propeller dalam satuan kN/m2 dapat
dihitung dengan rumus :
Po-Pv = 99,6 – 10,05h
Dimana : h = tinggi air diatas propeller
13. daya dorong atau thrust dapat ditentukan dengan rumus :
T = Rt / (1-t) dimana : t = fraksi deduksi gaya dorong
14. Rasio Ad/Ao dapat dihitung dengan rumus :
Ad/Ao = {(1,3 + 0,3 Z) / (Po-Pv)Dp2 }+ k
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
Dimana : Z = jumlah daun propeller
T = gaya dorong
k = 0,32
Po-Pv = tekanan pada propeller
15. Nilai optimum 1/J dan o (efisiensi propeller pada air terbuka) diperoleh
dari diagram Bp -
16. Berdasarkan nilai dari 1/J dari diagram Bp - maka kita dapat
menentukan putaran propeller permenit yaitu : rpm = 1/J x Vs/Dp
Dimana : Vs = kecepatan air masuk ke propeller
Dp = diameter propeller
17. Menentukan nilai optimum dari o dan P/D ditentukan dari tabel Bp -
18. Menetukan efisiensi lambung dengan menggunakan rumus :
h =
19. Efisiensi rotatif dapat ditentukan dengan menggunakan nilai pendekatan
yang besarnya 1 sampai 1,1
20. Menentukan koefisien Propulsi (QPC) dengan rumus :
QPC = r x hxo dimana : r = efisiensi rotatif
h = efisiensi lambung
o = efisiensi baling2 di air
21. Penentuan DHP dengan rumus :
DHP = EHP / QPC
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
II. 6. KAVITASI
Kavitasi merupakan suatu proses dinamis yang dapat terjadi bila
baling-baling bekerja dengan beban yang relatif tinggi. Dalam proses ini
didalam fluida yang tekanannya turun hingga pada tekanan uap fluida tersebut
akan timbul sejumlah rongga (cavities) yang berisi uap. Dengan kata lain
kavitasi adalah suatu proses pembentukan fase uap dari suatu cairan ketika
cairan tersebut mengalami tekanan pada suhu sekeliling tetap. Cairan yang
mengalami kavitasi akan terlihat adanya gelembung akibat turunnya tekanan.
Jika pada baling-baling timbul kavitasi maka akan terjadi pemecahan aliran
yang terus meningkat yang akan mengakibatkan kurangnya gaya dorong,
kavitasi juga dapat menyebabkan kapal tidak dapat mencapai kecepatan yang
diinginkan, menimbulkan getaran, bunyi dan erosi pada baling-baling. Jika pada
seluruh permukaan suatu baling-baling kapal terdapat arus ikut / perbedaan
antara kapal dengan kecepatan air yang menuju ke baling-baling yang berbeda-
beda dan perbedaan itu besar maka pada permukaan itu akan cenderung timbul
kavitasi.
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
BAB III
PENYAJIAN DATA
III.1. Ukuran-Ukuran Utama Kapal
Adapun ukuran utama kapal yang direncanakan :
Type Kapal : General Cargo Ship
LWL : 96,35 m
LBP : 94 m
B : 16,4 m
T : 7,437 m
H : 8,2 m
Vs : 12,7 knot
Cb : 0,742
Cm : 0,989
Cw : 0,836
Cph : 0,750
Cpv : 0,887
Volume : 8719,614 m3
Displacement : 8973,355 ton
Luas Bid. Basah : 2390,607 m2
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
III.2. Perhitungan Hambatan Kapal
Untuk perhitungan Hambatan kapal digunakan metode Guldhammar :
Penentuan Tahanan Menurut Guldhammer
1. Kecepatan dinas Kapal
V = 12,7 knot
2. Kecepatan Kapal dalam m/s
Vs = 6,533 m/s
3. Kecepatan pangkat dua
Vs2 = 42,680 (m/s)2
4. Menentukan nilai Harga 0,5 x ρ x S x vs2 dimana ρ = 1025 kg/m3
0,5 x ρ x S x Vs2 = 52290,942 KN S = 2390,607 m2
5. Harga Froude Number (Fn)
( Principal of Naval Architechture Vol.II, page 18 ; Tahanan dan Propulsi
Kapal, by SV.Aa.Harvald, hal 44 )
Fn = Vs / . Dimana : L = Lwl = 96,35 m
= 0,212 g = 9,81 m/s2
6. Volume kapal (V)
V = Lwl . B . T . Cb
= 8719,614 m3
7. Harga Lwl / 3V = 4,567 V = Volume kapal
= 8719,614 m3
8. Harga 103 CR for Lwl / 3V = 4,5 ( dari grafik )
103 CR = 1,5
Harga 103 CR for Lwl / 3V = 5,0 ( dari grafik )
103 CR = 1,35
Harga 103 CR for Lwl / 3V = 4,567 ( dari grafik )
103 CR = 1,48
9. Menentukan harga koreksi koefisien hambatan untuk B/T
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
( Tahanan dan Propulsi Kapal, by SV.Aa.Harvald, hal 119 )
103 CR = 0,16 (B/T – 2,5 ) + 103 CR dari Lwl / 3V
= -0,047
Menentukan koreksi hambatan sisa untuk letak Lcb
~ LCB actual = (-43,5 x Fn + 9,2 ) x LBP/100
= -0,021
~ LCB standar ( dari grafik , fig 5.5.15 )
= 0
( Tahanan dan Propulsi Kapal, by SV.Aa.Harvald, hal 130 )
~ LCB = LCB actual – LCB standar
= -0,021
Karena LCB bernilai negatif maka koreksi LCB = 0
10. Menetukan koreksi bentuk penampang.
( Tahanan dan Propulsi Kapal, by SV.Aa.Harvald, hal 131 )
~ 103 CR untuk bentuk haluan ekstrim V = 0,1
~ 103 CR untuk bentuk buritan ekstrim U = 0,1
11. Koreksi hambatan sisa akibat adanya bagian tambahan.
103 CR tambahan = 103 CR dari Lwl / 3V x 13 %
= 0,192
12. Nilai koefisien hambatan total (103 CRT)
103 CRT = 103 CR B/T + 103 CR LCB + 103 CR haluan + 103 CR buritan
+ 103 CR tambahan + 103 CR
= 2,121
13. Menentukan Nilai Reynold Number (Rn)
Rn = ( Vs x Lwl ) / γdimana γ = 1,191 x 10-6 m2/s
= 528,509 x 106
14. Menentukan nilai koefisien gesek (103 Cf )
( Tahanan dan Propulsi Kapal, by SV.Aa.Harvald, hal 13 formula ITTC-57
; Prinsipal of Naval Architechture Vol.II page 13 formula-20 )
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
103 Cf = ( 0.075 ) / ( log Rn – 2 )2
= 1,871
15. Menentukan harga 103 Cf untuk anggota badan kapal
103 Cf b = 1,02 x 103 Cf
= 0,0374
16. Menentukan tahanan kekasaran ( 103 CA )
( Tahanan dan Propulsi Kapal, by SV.Aa.Harvald, hal 132 )
103 CA = 0,4
17. Menentukan tahanan udara ( 103 CAA )
( Tahanan dan Propulsi Kapal, by SV.Aa.Harvald, hal 132 )
103 CAA = 0,07
18. Menentukan tahanan kemudi ( 103 CAS )
( Tahanan dan Propulsi Kapal, by SV.Aa.Harvald, hal 132 )
103 CAS = 0,04
19. Menentukan koefisien tahanan total (103 CT)
103 CT = 103 CRT + 103 Cf b + 103 CA + 103 CAA + 103 CAS
103 CT = 2,668
20. Menentukan nilai tahanan total (103 RT)
( Tahanan dan Propulsi Kapal, by SV.Aa.Harvald, hal 133 )
103 RT = 0,5 x x S x Vs2x 103 CT x 10-3
= 139,512 KN
21. Menentukan Effective Horse Power ( EHP )
EHP = Vs x 103 RT
= 1239,201 HP
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
III.3. Kerangka Pemikiran
B.DAVID.M.L.Tobing
Perhitungan Hambatan Kapal
Tipe dan ukuran utama kapal
Diameter Propeller, BHP danPutaran Mesin
Jumlah Daun Propeller
Perh. Efisiensi Propeller
Tahanan Kapal ( EHP )
Pengecekan Daun Propeller
Pengecekan Beban Kavitasi
Perh. Momen yang terjadiPada propeller
PerhitunganKelenturan Propeller
Penentuan Daun Propeller Tebal daun Kemiringan Perencanaan poros Perencanaan pasak
Kesimpulan
PROPULSI KAPAL
BAB IV
PEMBAHASAN
IV. 1. Perhitungan Efisiensi Propeller
1. Kecepatan Dinas Kapal (Vs) = 12,7 knot
= 12,7 x 0,5144
= 6,533 m/s
2. EHP ( dari perhitungan Tahanan Kapal )
EHP = 1239,2 HP
3. Arus Ikut (Wake Fraction)
Untuk jenis kapal Cargo (Single screw ), mesin berada di belakang
W = 0,5 Cb – 0,05
= 0,5 x 0,74 – 0,05
= 0,32
4. Fraksi Deduksi Gaya Dorong (Thrust Deduction) untuk Single Srcew
t = k x W
= 0,7 x 0,32
= 0,224
5. Kecepatan Air yang Masuk ke Baling – Baling (Propeller Speed of Advanced)
Va = Vs (1 – W)
= 12,7 (1 – 0,32)
= 8,636 knot
6. Effisiensi Asumsi (asumsi)
asumsi = 0,4 ~ 0,7
diambil = 0,7 ( diambil agar QPC terkoreksi ).
7. DHP = EHP / asumsi
DHP = 1239,2 / 0,7
= 1770,286 HP
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
8. Daya Pada Poros Baling-Baling (SHP)
SHP = DHP / s
Dalam buku “Principle Of Naval Architecture” hal. 202, untuk mesin dibelakang
s = 0,98
SHP = 1770,286 / 0,98
= 1806,415 HP
9. Koefisien Angka Taylor (Bp)
Dari buku “Principles of Naval Architecture” hal. 191 :
Bp1 = N . (SHP)1/2 . Va-5/2
Dimana ; N = Jumlah kisaran air tiap menit, laju kisaran dipakai standarisasi
dalam buku “Tahanan dan Propulsi” hal. 299 untuk kapal dengan
= 7000 12500 : N = 2,08 kisaran/detik
= 125 kisaran/menit
SHP = 1770,286 HP
Va = 8,636 knot
Maka, Bp1 = 125 x (1770,286)1/2 x (8,636)-5/2
Bp1 = 23,997
7. Nilai KQ1/4 . J-5/4
(Principal of Naval Architecture Vol.II hal. 191 formula-66 )
KQ1/4 . J-5/4 = 0,1739Bp1
= 0,173923,997
= 0,852
8. Jarak Sumbu Poros ke Lunas (E)
E = 0,045 x T + 0,5 x Dp
= 0,045 x 7,437 + 0,5 x 4,958
= 2,814 m
12. Tinggi Air diatas Poros (h)
Dalam buku “Principle of Naval Architecture” Vol. II hal. 159 :
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
h = (T – E) + ¾ % LBP
= (7,437 – 2,814) + ¾ % x 94
= 5,328 m
13. Tekanan pada Garis Pusat Baling – Baling
(Po – Pv) = 99,6 – 10,05h
= 99,6 – 10,5 x 5,328
= 43,656
14. Gaya Dorong (Thrust)
Menurut buku “Principal of Naval Architecture” Vol.II hal. 204 :
T = dimana Rt = 139,512 KN
=
= 179,783 KN
15. Rasio Bukaan Daun Propeller (Ae/Ao)
(Ae/Ao) =
= 0,619
16. Dari grafik :
P/D = 0,794 (hasil interpolasi)
I/J = 1,902 (hasil interpolasi)
o = 0,594 (hasil interpolasi)
17. Efisiensi Lambung (H)
H =
=
= 1,142
18. Efisiensi Rotasi (R)
R = 1,05 1,1 untuk single screw
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
19. Quasi Propulsif Coeficient (QPC)
QPC = H x o x R
= 1,141 x 0,594 x 1,05
= 0,712
20. Koreksi QPC terhadap asumsi
Koreksi = x 100 %
= -1,714 % (< 1 %)
21. DHP = EHP / QPC
= 1239,2 / 0,712
= 1740,449 HP
22. BHP = DHP / 0,98
= 1740,449 / 0,98
= 1775,968 HP
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
BAB V
P E N U T U P
V.1. Kesimpulan
Setelah menggerjakan tugas propulsi kapal ini, khususnya perhitungan dan
penggambaran propeller sebagai alat utama penggerak kapal dapat kami
simpulkan bahwa :
1. perhitungan efisiensi propeller sangat bergantung pada perhitungan tahanan
dimana semakin besar tahanan yang diberikan kapal maka semakin besar
pula efisiensi propeller tersebut.
2. dalam merancang propeller kita harus diperhatikan tahap – tahap
perencanaan efisiensi propeller seperti yang telah kami uraikan pada
halaman pembahasan.
V.2. Saran – saran
Adapun saran yang kami ajukan antara lain adalah :
1. Agar kiranya semua asistem memiliki persamaan persepsi terlebih dahulu
tentang mata kuliah ini, dalam artian asisten memiliki kesamaan dalam
memberikan rumus/formula sehingga tidak terjadi kecekcokan antara
praktikan.
2. untuk formula-formula baru agar di sosialisasikan kepada semua praktikan.
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
D A F T A R P U S T A K A
1. Tahanan dan Propulsi kapal by Sv.Aa.Harvald
2. Prinsipal of Naval Architecture Vol.II
3. Arsip
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
DAFTAR ISI
Lembar pengesahan
Lembar Penilaian
Kata pengantar
Nomen Clature
BAB I PENDAHULUAN
Pendahuluan meliputi :
6. Latar belakang
7. Rumusan masalah
8. Batasan masalah
9. Tujuan dan kegunaan
10. Sistematika penulisan
BAB II LANDASAN TEORI
Landasan teori meliputi :
9. Teori hambatan
10. Metode perhitungan hambatan
11. Hubungan interaksi antara kapal, mesin dan propeller
12. Teori perancangan propeller
13. Efesiensi propeller
BAB III PENYAJIAN DATA
Penyajian data meliputi :
4. Ukuran utama kapal
B.DAVID.M.L.Tobing
PROPULSI KAPAL
5. Perhitungan hambatan
6. Kerangka pemikiran
BAB IV PEMBAHASAN
Pembahasan meliputi :
3. Perhitungan efesiensi Propeller
4. Desain propeller
BAB V PENUTUP
Penutup meliputi :
3. Kesimpulan
4. Saran-saran
B.DAVID.M.L.Tobing
Recommended