8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
1/148
TUGAS MERANCANG KAPAL III - MN 091375
General Cargo 9900 DWT
PROPELLER AND STERNTUBE
Cornelius Tony Suteja
NRP. 4110 100 053
DOSEN PEMBIMBING
Digul Siswanto, M.Sc.
JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
2014
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
2/148
logo_its
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
3/148
logo its
---
TUGAS MERANCANG KAPAL IIIMN 091375
KAPAL GENERAL CARGO 9900 DWT
Cornelius Tony Suteja
N.R.P. 4110 100 053
Dosen Pembimbing
Digul Siswanto, M.Sc.
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
4/148
Jurusan Teknik Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
2014
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
5/148
LEMBAR PENGESAHAN
---
Nama : Cornelius Tony Suteja
NRP : 4110 100 053
Jurusan : Teknik Perkapalan
Dosen Pembimbing : Digul Siswanto, M.Sc.
Dengan ini telah menyelesaikan Tugas Merancang III dan telah disetujui oleh Dosen
Pembimbing.
Surabaya, 10 Januari 2014
Diselesaikan Oleh,
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
6/148
Cornelius Tony Suteja
NRP. 4110.100.053
Dosen Pembimbing,
Digul Siswanto, M.Sc.
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
7/148
KATA PENGANTAR
---
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dankarunia-Nya kepada saya sehingga mampu menyelesaikan Tugas Merancang Kapal III ini.
Tugas Merancang Kapal III merupakan salah satu persyaratan kelulusan yang harusditempuh oleh seluruh mahasiswa Jurusan Teknik Perkapalan, Institut Teknologi SepuluhNopember (ITS) Surabaya untuk mendapatkan gelar kesarjanaan. Di dalam penyusunanTugas Merancang Kapal II ini, penyusun telah mengalami banyak hambatan. Namun, berkatbimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, hambatan-hambatan tersebut dapat ter
atasisedikit demi sedikit. Oleh Karena itu, apresiasi terbesar penulis persembahkan kepada:
. Kedua orang tua yang tidak pernah lelah memberikan doa, dukungan dan semangatkepadaku.. Saudaraku tercinta, yang telah memberikan semangat serta motivasi dalam lika-likuhidupku.. Bapak Digul Siswanto, M.Sc., selaku dosen pembimbing yang bersedia meluangkanwaktu dan tenaganya untuk mengarahkan dan membimbing saya dengan sabar sertamembagikan ilmunya kepada saya,. Teman-teman yang telah banyak membantu, dan
. Pihak lain yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
Penyusun menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh sebabitu, penyusun mohon maaf apabila ada kesalahan-kesalahan di dalam penulisan laporan ini.Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya.
Surabaya, 10 Januari 2014
Cornelius Tony Suteja
NRP : 4110 100 053
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
8/148
DAFTAR ISI
---
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................................ iKATA PENGANTAR ................................................................................................................... iiDAFTAR ISI ................................................................................................................................ iiiDAFTAR GAMBAR ..................................................................................................................... vDAFTAR TABEL ......................................................................................................................... viPERENCANAAN PROPELLER DAN STERNTUBE ............................................
....................... 11.1. Pendahuluan ...............................................................
.............................................. 11.1.1. Latar Belakang ................................................................................................ 11.1.2. Tujuan ............................................................................................................. 21.1.3. Langkah-langkah merancang propeller dan stern tube ................................... 21.2. Perhitungan Hambatan Kapal ................................................................................ 31.2.1. Menghitung Hambatan Kapal ......................................................................... 3
1.2.2. Perhitungan Koefisien Hambatan Gelombang (Rw/W) ................................. 41.2.4 Perhitungan Hambatan Gesek (CF) ................................................................. 81.2.5 Perhitungan Koefisien Hambatan Udara, CA ................................................. 91.3 Penentuan Dimensi Baling-baling ........................................................................... 91.3.1. Pembuatan Kurva KT Desain, KT, KQ dan Effisiensi Baling-baling .............. 91.3.2. Pemeriksaan Kavitasi Baling-baling ............................................................ 131.4 Perhitungan Daya Motor Induk ........................................................................... 171.4.1. Perhitungan Effective Horse Power, EHP .................................................... 171.4.2. Perhitungan Delivery Horse Power, DHP .................................................... 171.4.3. Perhitungan Break Horse Power , BHP ........................................................ 181.4.4. Pemilihan Motor Induk ................................................................................. 191.5 Pemeriksaan Kekuatan Baling-baling .................................................................. 191.6 Menggambar Baling-baling ...................................................
................................ 241.6.1. Data Utama Baling-baling ............................................................................ 24
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
9/148
1.6.2. Perhitungan Panjang dan Tebal Maksimum Foil Daun Propeller ................ 251.6.3. Perhitungan Koordinat Foil Daun Propeller ................................................. 26
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
10/148
1.6.4. Proyeksi Daun Propeller ............................................................................... 341.7 Desain Boss Baling-baling ..................................................................................... 351.7.1. Perhitungan Desain Boss .............................................................................. 35
1.7.2. Dimensi Boss Propeller ................................................................................ 361.7.3. Hubungan Poros dan Boss Propeller ............................................................ 361.7.4. Mur Pengikat Poros dan Boss Baling-baling ................................................ 371.7.5. Baut Pengikat Tutup Boss (Filling Cone) .................................................... 371.8 Desain Stern Tube .................................................................................................. 381.8.1. Jenis Pelumasan ............................................................................................ 38
1.8.2. Panjang Poros ............................................................................................... 381.8.3. Diameter Poros ............................................................................................. 391.8.4. Coupling Poros Baling-baling ...................................................................... 401.8.5. Diameter Baut Coupling ............................................................................... 411.8.6. Bantalan Poros .............................................................................................. 431.8.7. Bush Bearing ................................................................................................ 431.8.8. Tebal Stern Tube ........................................................
.................................. 44LAMPIRAN ............................................................................................................................... 45
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
11/148
DAFTARGAMBAR
---
Gambar 1.1 Diagram Burill .................................................................................................... 14Gambar 1.2 Regresi polinomial diagram Burrill ..................................................................... 15Gambar 1.3 Dimensi boss propeller......................................................................................... 35
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
12/148
DAFTARTABEL
---
Tabel 1.1 Harga (1+k2) .............................................................................................................. 7Tabel 1.2 KT Desain ................................................................................................................ 10Tabel 1.3 Rekapitulasi hasil perhitungan tiap variasi Ae/Ao .................................................. 12Tabel 1.4 Hasil perhitungan 5 macam ukuran propeller yang optimum .................................. 16Tabel 1.5 Nilai k (ref:BKI vol.III 1996, hal. 6-5, Table 6.2) .................................................. 21Tabel 1.6 distribusi Cr.............................................................................................................. 21
Tabel 1.7 Distribusi pitch untuk wageningen (B4-40) ............................................................. 22Tabel 1.8 Nilai Cw ................................................................................................................... 22Tabel 1.9 Geometrical properties of propeller (ref : PNA vol.II tabel 12, hal.187) ................ 26Tabel 1.10 Perhitungan awal .................................................................................................... 26Tabel 1.11 Titik koordinat pada saat r/R = 0,2 dan pembagian ke arah trailing edge ............. 27Tabel 1.12 Titik koordinat pada saat r/R = 0,2 dan pembagian ke arah leading edge ............. 28Tabel 1.13 Titik koordinat pada saat r/R = 0,3 dan pembagian ke arah trailing ed
ge ............. 28Tabel 1.14 Titik koordinat pada saat r/R = 0,3 dan pembagian ke arah leading edge ............. 28Tabel 1.15 Titik koordinat pada saat r/R = 0,4 dan pembagian ke arah trailing edge ............. 29Tabel 1.16 Titik koordinat pada saat r/R = 0,4 dan pembagian ke arah leading edge ............. 29Tabel 1.17 Titik koordinat pada saat r/R = 0,5 dan pembagian ke arah trailing edge ............. 30Tabel 1.18 Titik koordinat pada saat r/R = 0,5 dan pembagian ke arah leading edge ............. 30Tabel 1.19 Titik koordinat pada saat r/R = 0,6 dan pembagian ke arah trailing edge ............. 30Tabel 1.20 Titik koordinat pada saat r/R = 0,6 dan pembagian ke arah leading edge ............. 31Tabel 1.21 Titik koordinat pada saat r/R = 0,7 dan pembagian ke arah trailing edge ............. 31Tabel 1.22 Titik koordinat pada saat r/R = 0,7 dan pembagian ke arah leading edge ............. 32Tabel 1.23 Titik koordinat pada saat r/R = 0,8 dan pembagian ke arah trailing edge ............. 32Tabel 1.24 Titik koordinat pada saat r/R = 0,8 dan pembagian ke arah leading edge ............. 32Tabel 1.25 Titik koordinat pada saat r/R = 0,9 dan pembagian ke arah trailing edge ............. 33
Tabel 1.26 Titik koordinat pada saat r/R = 0,9 dan pembagian ke arah leading edge ............. 33Tabel 1.27 Titik koordinat pada saat r/R = 1,0 dan pembagian ke arah trailing ed
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
13/148
ge ............. 34Tabel 1.28 Titik koordinat pada saat r/R = 1.0 dan pembagian ke arah leading edge ............. 34
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
14/148
1. PERENCANAAN PROPELLER DAN STERNTUBE
---
1.1. Pendahuluan
1.1.1. Latar Belakang
Penggerak kapal berkembang semakin pesat, mulai dengan menggunakantenaga manusia, desain layar, hingga pada penggerak kapal modern sepertibaling-baling maupun water jet. Dari sekian banyak penggerak kapal modernyang ada sekarang ini, penggunaan screw propeller masih menempati pilihanutama karena mempunyai nilai ekonomis yang tinggi, dan operasional yangrelatif mudah.
Desain propeller yang tepat akan memberikan daya dorong yang efisien
sesuai dengan kebutuhan kecepatan kapal. Daya yang dihasilkan oleh motorinduk akan dapat ditransmisikan secara efektif, sehingga akan dihasilkankecepatan kapal yang diinginkan. Daya motor induk yang dibutuhkan oleh kapaldidasarkan pada seberapa besar hambatan kapal yang dihasilkan oleh kapalketika berlayar. Hambatan tersebut antara lain hambatan gelombang yangdiakibatkan oleh gerakan kapal, hambatan kekentalan/gesek, dan hambatankarena bentuk badan kapal. Selain itu, dalam pemilihan besarnya motor indukjuga harus berdasarkan pada besar kecepatan dinas yang diinginkan oleh ownerkapal. Dari penelitian yang telah dilakukan, dihasilkan beberapa series propelleryang dapat diaplikasikan ke seluruh jenis & ukuran kapal.
Dari berbagai penelitian tentang propeller terbukti bahwa desain ukuran
propeller sangat mempengaruhi penentuan mesin induk kapal karena dari desainpropeller yang baik akan dihasilkan daya dorong efektif yang lebih kecil untukmelawan besarnya hambatan kapal, sehingga power mesin pun juga relatif lebihkecil.
Laporan tugas propeller merupakan tugas yang berisikan perhitungankavitasi, kekuatan propeller, perencanaan konstruksi/ukuran propeller, dan tipepropeller yang digunakan.
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
15/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
16/148
b) Pemeriksaan kekuatan propeller7. Menggambar propellera) Expandedb) Projected dan developedc) Side viewd) Top view
8. Menggambar desain boss propeller dan stern tube
1.2. Perhitungan Hambatan Kapal
1.2.1. Menghitung Hambatan Kapal
Perhitungan tahanan total kapal ini menggunakan Metode Holtrop &Mennen (Principle Naval Architect Vol. II page. 90 93). Langkah - langkahdalam perhitungan tahanan total kapal adalah sebagai berikut :
Data ukuran utama kapal :
LWL = 132.76 m
LPP = 127.66 m
B = 17.43 m
H = 10.18 m
T = 7.43 m
Vsea = 14 knots = 7.202 m/s
Cb = 0.757 (block coefficient)
Cp = 0.764 (prismatic coefficient)
Cm = 0.990 (midship coefficient)
Cw = 0.837 (waterplane coefficient)
. = 13328.93 ton
WSA = 3547.50 m2
. = 1025 kg/m3
= 1.025 ton/m3
V.= 13003.83 m3
LCB = 1.256 m (data-data : Tugas Merancang I)
g = 9.81 m/s
WLtnLgvF
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
17/148
.
.
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
18/148
= 0.200
1.2.2. Perhitungan Koefisien Hambatan Gelombang (Rw/W)
Besar tahanan gelombang dari kapal dapat diperoleh sesuai denganrumus pada Principles of Naval Architecture, vol. II hal. 92- 94 , sebagaiberikut :
RW/W = C1 . C2 . C3 . em1Fn^d + m2 cos (. . Fn-2)
(ref:PNA vol. II, hal. 92)
Nilai dari koefisien-koefisien pada rumus diatas, dapat dihitungberdasarkan rumus-rumus sebagai berikut:
. Perhitungan koefisien C (ref:PNA vol. II, hal. 92)
C1 = 2223105 . C43,7861 (T/B)1,0796 (90 iE) -1,3757
dimana :
C4 = 0.2296(B/L)0.333 Untuk B/L = 0.11
C4 = B/L Untuk 0,11 = B/L = 0,25
C4 = 0.5 0.0625(L/B) Untuk B/L = 0,25
B/L = 19.34/123.26 = 0,131
C4 = B/L = 17.43/132.76 = 0,131
iE =125.67(B/L)-162.25Cp2+234.32Cp3+0.1551(LCB)+(6.8(Ta-Tf)/T))3
= 26,727 degree (a half angle of entrance of the load waterline)
Jadi, C1 = 1,35
. Perhitungan koefisien C2 (ref:PNA vol. II, hal. 92)
C2 = koefisien pengaruh bulbous bow
C2 = e(-1.89)Abt. Rb / B.T(Rb+i)
C2 = 1 , untuk kapal tanpa bulb bousbow
Jadi, C2 = 1
. Perhitungan koefisien C3 (ref:PNA vol. II, hal. 93)
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
19/148
C3 = koefisien pengaruh bentuk transom stern terhadap hambatan
C3 = 1- (0.8 AT/B.T.Cm)
AT = 0 (luas transom yang tercelup saat zero speed)
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
20/148
C3 = 1- (0.8 AT/B.T.Cm)
= 1
. Parameter d (ref : PNA vol.II, hal.92)
d = -0,9 (tetapan untuk Fn = 0.4)
. Perhitungan koefisien C5 (ref:PNA vol. II, hal. 92)
C5 = koefisien dengan fungsi koefisien prismatik (CP)
C5 = 8.0798Cp - 13.8673Cp2 + 6.9844Cp3
= 1,193
. Perhitungan koefisien C6 (ref:PNA vol. II, hal. 92)
C6 = koefisien pengaruh terhadap harga L3/.
L3/. = 179,96 ; untuk L3/. = 512 maka
C6 = -1,69385
. Perhitungan koefisien m1 (ref:PNA vol. II, hal. 92)
m1 = 0.01404 (L/T) - 1.7525 (V1/3/L) - 4.7932 (B/L) - C5
= 0.01404 x (123/007) - 1.7525 x ((11.910^1/3)/123) - 4.7932 x0.000 - 1.186
= -1,882
. Perhitungan koefisien m2 (ref:PNA vol. II, hal. 92)
m2 = C6 x 0.4 x e-0.034 x Fn^(-3.29)
= -1.694 x 0.4 x e-0.034 x 0.203^(-3.29)
= -0,00073
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
21/148
. Perhitungan koefisien . (ref:PNA vol. II, hal. 92)
. = koefisien pengaruh terhadap harga L/B
L/B = 6,373 ; untuk (L/B
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
22/148
= (1.446 x 0.001) - (0.03 x 0.008)
= 0,892
. Perhitungan W (gaya tekan ke atas atau buoyancy)
W = ..g.. kN
= 1.025 x 9,81 x 13003,83 kN
= 130756,77 kN
Jadi, harga RW/W
Rw/W = 4.53 x 0.00281 x 1 x e-2.286 x (0.219^0.9) + (-0.00435) cos
(0.914 x (0.219^-2))
= 4.41 x 10-4
maka, harga RW adalah 57,661 kN
1.2.3. Perhitungan Koefisien Faktor Bentuk (1+k)
Dalam buku Principles of Naval Architecture, vol. II, hal. 91diberikan rumusan baku untuk perhitungan koefisien bentuk (1 + k), yaitu :
1 + k = 1 + k1 + [ 1 + k2 (1 + k1)] . Sapp/Stot
(ref:PNA vol. II, hal. 92)
Nilai dari koefisien-koefisien diatas dihitung berdasarkan rumus-rumusberikut:
. Perhitungan 1 + k1 (ref:PNA vol. II, hal. 91)
1+k1 = 0,93+0,4871*c*(B/L)1,0681*(T/L)0,4611*(L/LR)0,1216*(L3/.)0,364
*(1CP) -0,6042
Setelah itu, kita menentukan besarnya kostanta c yang menunjukkan fungsidari bentuk buritan atau stern kapal. Menurut buku Principles of NavalArchitecture, vol. II, hal. 91:
c = 1 + 0,011. Cstern ; Cstern = 0
= 1 + 0,011*0.
= 1
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
23/148
cstern = -25, untuk pram dengan gondola
cstern = -10, untuk potongan bentuk V
cstern = 0, untuk bentuk potongan normal
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
24/148
cstern = +10, untuk potongan bentuk U dengan stern Hogner
Perhitungan L/LR adalah sebagai berikut: (ref:PNA vol. II, hal. 91)
LR/L = 1 - Cp + 0.06Cp LCB / (4Cp - 1)
= 0,264
Jadi, harga 1 + k1 adalah
1+k1 = 0.93 + 0.4871c (B/L)1.0681(T/L)0.4611(L/LR)0.1216(L3/V)0.3649(1-Cp)(0.6042)
= 1,206
. Perhitungan 1 + k2
Perhitungan koefisien ini merupakan koefisien akibat pengaruhtonjolan yang terdapat pada lambung kapal di bawah permukaan garisair. Untuk nilai dari (1 + k2), sesuai dengan data yang ada dalam tabel25 buku PNA Vol.2, hal. 92, adalah sebagai berikut:
Tabel 1.1 Harga (1+k2)
Type of appendage
Value of (1 + k2)
Rudder of single-screw ship
1.3 to 1.5
Spade-type rudders of twin-screw ships
2.8
Skeg-rudders of twin-screw ships
1.5 to 2.0
Shaft brackets
3.0
Bossings
2.0
Bilge keels
1.4
Stabilizer fins
2.8
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
25/148
Shafts
2.0
Sonar dome
2.7
Untuk Rudder : S = 22.22 m2
1+ k2 = 1.4 (for rudder of single screw ships)
Untuk Bilge keel: S = 61.77 m2
1+ k2 = 1.4
Jadi, ( 1 + k2 )effectivce = Ssi (1+k2)i / Ssi (ref:PNA vol. II, hal. 92)
= 1.428
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
26/148
. Perhitungan Luas Permukaan Basah (WSA) badan kapal
WSA = L (2T+B) Cm0.5 (0.4530 + 0.4425 Cb - 0.2862 Cm - 0.003467B/T + 0.3696 Cwp) + 2.38 (ABT/Cb)
= 3436,36 m2 (ref:PNA vol. II, hal. 91)
. Perhitungan luas permukaan basah tonjolan pada kapal
Sapp = Srudder + Sbilge keel
Srudder = C1*C2*C3*C4*((1.75.L.T)/100)
(ref: BKI vol.II sec.14.A.3 hal.14-1)
C1 = 1 , for general
C2 = 0.9 , for semi-spade ruuder
C3 = 1 , for NACA profile and plate ruuder
C4 = 1 , for rudder in the propeller jet
Srudder = 1*1*1*1* (1,75*123.26* 6.87)/100)
= 29,860 m2
Sbilge keel = 77,959 m2
Jadi, Sapp = 107,819 m2
Sehingga, Stotal = WSA + Sapp
= 3436,36 + 107.819
= 3544,178 m2
Jadi, harga 1+k adalah
1+ k = 1,206+ [1.428(1.206)] * 107,819 /3544,178
= 1.21
1.2.4 Perhitungan Hambatan Gesek (CF)
Data yang diperlukan untuk menghitung koefisien tahanan gesekmeliputi kecepatan kapal (V atau Vs), panjang garis air kapal (Lwl),grafitasi (g), dan koefisien viskositas kinematis (v). Data tersebut kitamasukkan dalam rumus :
CF = 0,075/(log Rn - 2)2 (ref:PNA vol. II, hal. 90)
Rn = v . Lwl / v (ref:PNA vol. II, hal. 59)
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
27/148
= ( 7,20 x 132,76 )/ 0.94252 x 10-6
= 1014425609.72
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
28/148
CF = 0,00153
1.2.5 Perhitungan Koefisien Hambatan Udara (model-ship correlationallowance), CA
CA = 0,006 (LWL + 100)-0,16 0,00205 ; untuk T/LWL > 0,04
CA = 0,006 (LWL + 100)-0,16 0,00205 + 0.003 (LWL/7.5)0.5 CB4 C2 (0.04 T/LWL), ; untuk T/LWL < 0,04(ref:PNA vol. II, hal. 93)
dimana : T/ LWL = 0,056
Jadi, untuk T/LWL > 0,04, maka:
CA = 0,000458676
1.2.6 Perhitungan Hambatan Total
Setelah mendapatkan nilai dari notasi seluruhnya maka kita dapatmenentukan besarnya tahanan totalnya, yaitu dengan rumusan sebagaiberikut:
RT = . . .v2 .Stot [ CF (1+ k)+CA ]+RW/W .W (ref:PNA vol. II, hal. 92)
RT = 0.5 x 1,025 x (7,20)2 x 3544,18 x [(0,00153 x 1,21) + 0,0000459] +(0,0000441 x 130756,77)
= 275,399 kN
1.3 Penentuan Dimensi Baling-baling
1.3.1. Pembuatan Kurva KT Desain, KT, KQ dan Effisiensi Baling-baling
Pada satu kurva KT-KQ-J pada AE/AO tertentu terdiri dari beberapakurva KT dan effisiensi propeller yang jumlahnya tergantung padabanyaknya variasi P/D, dan satu kurva KT desain. Dimana effisiensi dan KTsebagai sumbu ordinat dan J sebagai sumbu absis.
1. Perhitungan advance coefficient ( J )
J =D.nVa
Maka didapatkan rumus putaran propeller (n) = Va / J. D
2. Perhitungan thrust (T) dan torque (Q) desain
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
29/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
30/148
Rumus : KT(desain) = [ Nm ]42.D..nT
KQ = [ Nm ]52.D..nQ
Dengan mensubstitusikan rumus n maka didapatkan :
K T (desain) =222.D..VaT.J
Kurva KT desain ini berbeda beda tergantung pada variable diameterpropeller.
Berikut ini adalah data perhitungan untuk KT desain :
RT = 275,399 kN
t = 0,1
T = RT/(1-t)
= 305.999 KN = 305999 N
. = 1025 kg/m3
Va = 6,1609 m/s
D = 4.83 m
Variasi advance coefficient ( J ) dari 0.00 sampai 1.70 denganinterval 0.05 adalah sebagai berikut ini :
Tabel 1.2 KT Desain
J
Kt Desain
J
Kt Desain
0.00
0.0000000
0.90
0.2734604
0.05
0.0008440
0.95
0.3046889
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
31/148
0.10
0.0033761
1.00
0.3376054
0.15
0.0075961
1.05
0.3722100
0.20
0.0135042
1.10
0.4085026
0.25
0.0211003
1.15
0.4464832
0.30
0.0303845
1.20
0.4861518
0.35
0.0413567
1.25
0.5275085
0.40
0.0540169
1.30
0.5705532
0.45
0.0683651
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
32/148
1.35
0.6152859
0.50
0.0844014
1.40
0.6617066
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
33/148
0.55
0.1021256
1.45
0.7098154
0.60
0.1215380
1.50
0.7596122
0.65
0.1426383
1.55
0.8110971
0.70
0.1654267
1.60
0.8642699
0.75
0.1899031
1.65
0.9191308
0.80
0.2160675
1.70
0.9756797
0.85
0.2439199
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
34/148
3. Perhitungan .KT ; .KQ, effisiensi propeller
Perhitungan ini diklasifikasikan berdasarkan harga AE/AO danP/D. Kurva KT (setandart series B wagening) dan Effisiensi merupakan bentukvariasi dari harga AE/AO dan P/D. Jadi pada satu variasi harga AE/AO
terdapat 12 variasi harga P/D.
Berikut ini adalah Polynomial Wageningen B-Series yangdigunakan untuk mengetahui harga .KT dan .KQ.
KT =dcOEbaabcd.ZAA..DP..JA S.......
...
.
..
.
Nilai .KT merupakan jumlah total eksponensial rumus KT pada inputyang sama.
KQ =dcOEbaabcd.ZAA..DP..JB S...
.
...
.
..
.
..
.
Nilai .KQ merupakan jumlah total eksponensial rumus KT pada inputyang sama.
4. Perhitungan effisiensi propeller
. = KT(desain) . J / (2p . KQ)
KQ = KT(desain) . J / (2p . .)
Harga effisiensi dihitung pada setiap harga koeffisien of advance (J)pada masing masing variasi AE/AO dan P/D.
kemudian didapatkan grafik Kt-Kq-J dengan variasi harga sebagaiberikut :
- Variasi harga pitch ratio (P/D) yaitu : 0.500, 0.600, 0.700, 0.800,0.900, 1.000, 1.050, 1.100, 1.150, 1.200, 1.250, 1.400- Variasi AE/A0 antara 0,40 1,00 , yaitu : 0.4, 0.55, 0.70, 0.85 dan 1.0
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
35/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
36/148
- Harga variasi J antara 0,00 0,17- Harga diameter propeller (D) diambil sebesar 0.7 T = 4.83 m- Blade propeller (Z) diambil 4 daun.
Dari data grafik dengan berbagai variasi P/D, AE/A0, dan harga J,maka berikut ini adalah hasil perhitungannya :
Tabel 1.3 Rekapitulasi hasil perhitungan tiap variasi Ae/Ao
No.
AE/AO
n(rpm)
.p
KT
JA
P/D
KQ
1
0.40
99.7221
0.6639
0.1869
0.7680
1.1000
0.0344
2
0.55
106.8749
0.6609
0.1733
0.7166
1.0000
0.0299
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
37/148
3
0.70
103.5513
0.6539
0.1847
0.7396
1.0000
0.0332
4
0.85
97.0802
0.6444
0.2101
0.7889
1.1000
0.0409
5
1.00
91.3267
0.6369
0.2374
0.8386
1.2000
0.0497
Prosedur dasar untuk menentukan parameter utama (diameter,putaran, pitch, dan AE/A0) propeller adalah menghitung J (advancecoefficient), Harga KT atau KQ dan kemudian membaca efisiensipropeller pada diagram open water yang dipilih. Namun, pada umumnya
data tersebut belum ada pada tahap perancangan ini. Jika hal tersebutterjadi maka estimasi harga parameter yang belum diketahui adalahdiperlukan dengan cara memvariasi pada rentang harga tertentu.
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
38/148
Sebagai contoh misalnya kecepatan dinas kapal diketahui dandiameter propeller telah dipililh. Dari kecepatan dinas maka advancevelocity dapat dicari dengan nominal wake fraction. Sehingga duaparameter dapat diketahui yaitu advance velocity dan diameter propeller.Akan tetapi, besarnya putaran propeller belum diketahui. Selanjutnyadengan menggunakan open water diagram KT-KQ-J efisiensi propeller
dapat dihitung untuk semua kemungkinan variasi pitch ratio, advancevelocity dan AE/A0. Kemungkinan semua variasi dengan efisiensitertinggi adalah yang dipilih.
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
39/148
1.3.2. Pemeriksaan Kavitasi Baling-baling
Va = 6,16 m/s
E = 0.045 T + 0.5 D
= 2.7475
hgell = 0.75% Lpp = 0,9574 m
h' = ( T E ) + hgell
= (007 - 0.003) + 0.001 = 5,6356 m
T (sarat) = 7,43 m
Lpp = 127,66 m
Perhitungan kavitasi ini dilakukan untuk mengecek apakahpropeller mengalami kavitasi atau tidak. Perhitungan dilakukan denganmenggunakan diagram Burrill. Berikut data-data yang diperlukan :
AE /A0 = 0,55
n (rpm) =106,87 rpm
n (rps) = 1,781 rps
D = 4,827 m
P/D =1,0000
Z = 4,00
T (thrust) =305,88 kN
g = 9,81 m/s2
Langkah-langkah perhitungan yang dilakukan adalah :
. Perhitungan Developed Area dengan rumus :
AD = [m2] 2OED . .0.25.AA..........
= 10,0634 m2
. Perhitungan Projected Area Ratio dengan rumus :
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
40/148
= 1.067 0.229 P/D (ref : PNA Vol. II - hal 182)DPAA
= 0,8380
. Perhitungan Projected Area dengan rumus :
AP = [m2] D..AADP
= 8,4331
. Perhitungan Relative Velocity of water at dengan rumus :
VR = (ref : PNA Vol. II - hal 182) ....22...7.0DnVa..
= 19,8853 m/s
. Perhitungan mean thrust loading in blade dengan rumus :
tC= (ref : PNA Vol. II - hal 182) 2RP.1025.V 0,5T/A
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
41/148
= 0,1790
Perhitungan Local Cavitation Number at 0,7 radius dengan rumus :
222836.4'62.192.188DnVhA..s0,7R = (ref : PNA Vol. II - hal 182)
= 0,7556
Selanjutnya, perhitungan kavitasi ini membandingkan hargakoefisien thrust loading (sC) perhitungan dengan harga koerfisien thrustloading 5% pada diagram Burrill yang terdapat pada PNA vol.II, fig.45, hal182. Harga koefisien thrust loading hasil perhitungan tidak boleh lebihbesar dari harga koefisien thrust loading pada diagram Burrill. Perhitungankoefisien thrust pada diagram Burrill dengan memasukkan harga cavitationnumber pada daerah 0,7R. Untuk mendapatkan harga cavitation number
tersebut dapat dicari dengan formula berikut :
s0,7R =(ref : PNA vol.II, hal.182)222836,4)62,192,188(DnVhA..
Pada perhitungan kavitasi ini, harga cavitation number 5% pada diagramBurrill diregresi terlebih dahulu.
Gambar 1.1 Diagram Burill
Setelah dilakukan regresi maka didapatkan persamaan regresiyang selanjutnya digunakan mengecek perhitungan s0,7R. Persamaan yangdigunakan merupakan persamaan polynom derajat 3, karena tipe regresiyang dipilih adalah tipe polynom derajat 3 untuk mendapatkan harga R2 =1. Selanjutnya setelah didapatkan hasil regresi, didapatkan pula persamaan
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
42/148
yang digunakan mengecek besarnya cavitation number propeller terhadapcavitation number 5% diagram Burill.
y = 0,4528x3+ 0,0129x2+ 0,435x -0,5746R = 0,9998
-1,60
-1,40
-1,20
-1,00
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
-1,20
-1,00
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
Gambar 1.2 Regresi polinomial diagram Burrill
Berdasarkan dari grafik regresi tersebut, didapatkan persamaan yangdigunakan mengecek besarnya cavitation number propeler terhadapcavitation number 5% diagram Burill, yaitu :
y = 0,4528x3 + 0,0129x2 + 0,435x 0,5746
dimana : y : s (dari perhitungan)
x : log s0,7R (dari perhitungan)
Jika pada koefisien thrust loading (tc) perhitungan lebih besardaripada koefisien thrust loading (tc) yang didapatkan pada diagram burrill,maka propeller dinyatakan mengalami kavitasi. Akan tetapi, jika sebaliknyakoefisien thrust loading (tc) perhitungan lebih kecil daripada koefisienthrust loading (tc) yang didapatkan pada diagram burrill, maka propeller
dinyatakan tidak mengalami kavitasi.
x = log (0.001)
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
43/148
= -0,124
Y = 0,4528x3 + 0,0129x2 + 0,435x 0,5746
= -0,629
tC = 10y tC= 0,200
= 10-0,629
= 0,2354
Dari perhitungan di atas tampak bahwa tC < tC
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
44/148
Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada propeller tidak terjadi kavitasi.
Dan didapatkan hasil perhitungan sebagai berikut.
Tabel 1.4 Hasil perhitungan 5 macam ukuran propeller yang optimum
AE/AO
0.40
0.55
0.70
0.85
1.00
.p.
0.6639
0.6609
0.6539
0.6444
0.6369
Kt
0.1869
0.1733
0.1847
0.2101
0.2374
JA
0.7680
0.7166
0.7396
0.7889
0.8386
P/D
1.1000
1.0000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
45/148
1.0000
1.1000
1.2000
n
99.7221
106.8749
103.5513
97.0802
91.3267
Kq
0.0344
0.0299
0.0332
0.0409
0.0497
AD
7.3188
10.0634
12.8080
15.5525
18.2971
Ap/AD
0.8151
0.8380
0.8380
0.8151
0.7922
AP
5.9656
8.4331
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
46/148
10.7331
12.6769
14.4950
VR
18.6863
19.8853
19.3271
18.2457
17.2911
.c' .
0.2866
0.1790
0.1489
0.1415
0.1378
hgell
0.9574
0.9574
0.9574
0.9574
0.9574
h'
5.6356
5.6356
5.6356
5.6356
5.6356
.0,7R .
0.8557
0.7556
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
47/148
0.7999
0.8975
0.9993
.c.
0.2488
0.2354
0.2415
0.2541
0.2662
..
287.2086
305.8831
306.0438
305.9797
305.9719
Kriteria
cavitasi
memenuhi
memenuhi
memenuhi
memenuhi
Untuk mendapatkan harga effisiensi optimum dapat dilakukandengan variasi harga Ae/Ao. Pemilihan. propeller yang paling optimumadalah propeller yang memiliki effisiensi maksimum dan tidak mengalamikavitasi. Jadi di pilih propeller dengan harga Ae/Ao 0.55
Maka data utama propeller yang dipilih :
Diameter propeller (D) = 4.827 m
Jumlah daun (Z) = 4 daun
Efisiensi propeller (.p) = 0.6609
Pitch rasio (P/D) = 1.000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
48/148
Expanded area ratio (AE/AO) = 0.55
Putaran propeller (R.P.M) = 106,8749 rpm
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
49/148
1.4 Perhitungan Daya Motor Induk
1.4.1. Perhitungan Effective Horse Power, EHP
Effective horse power (EHP atau PE) merupakan tenaga yangdibutuhkan untuk menarik floating body yang mempunyai tahanan total RT
pada kecepatan dinas kapal Vsea.
PE = RT . Vsea (ref:PNA vol. II, hal. 153)
= 1983,314 kN m/s2
= 2696,552 HP
1 HP = 0.7355 kW
1.4.2. Perhitungan Delivery Horse Power, DHP
DHP = EHP / .D
dimana ; .D =.H x .R x .p
.H = Hull efisiensi
= (1 - t) / (1- w)
. Perhitungan Thrust deduction, t (ref : PNA vol.II, hal.162)
t = 0,192
. Perhitungan wake fraction, w (ref : PNA vol.II,hal.163)
w = 0.3095 Cb+10 Cv Cb - 0.1 untuk single screw dan transom stern
dimana; Cv = (1 + k) CF + CA (ref : PNA vol.II, hal.162)
= 0,00241
maka, dapat dihitung harga w adalah :
w =0.152
. Perhitungan efisiensi hull, ..(ref : PNA vol.II, hal.203)
.H = (1 - t) / (1- w)
= 1,052
. Perhitungan efisiensi hull, .R(ref : PNA vol.II, hal.163)
.R = 0.98
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
50/148
= for single screw with open stern
. Perhitungan efisiensi hull, .p(ref : PNA vol.II, hal.153)
.p =
= 0,607
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
51/148
. Perhitungan efisiensi propulsif, .D(ref : PNA vol.II, hal.153)
.D = .H x .R x .p
= 0,626
Sehingga, harga DHP adalah :
DHP = EHP / .D
= 4307,48 HP
1.4.3. Perhitungan Break Horse Power , BHP
. Perhitungan Shaft Horse Power, SHP
SHP = DHP / 0,98 (ref : PNA vol.II, hal.202)
= 4395,38 HP
. Perhitungan Break Horse Power, BHP
BHP = SHP / .t
li = 0,010 for each gear reduction
li = 0,005 for the trusth bearing
li = 0,010 for a reversing gear path
Perhitungan efisiensi transmisi
.t = ( 1 - 0,010 ) x ( 1 - 0,005 ) x ( 1 - 0,010 )
= 0,9751995
BHP = SHP / 0,975
= 4508,0857 HP
Perhitungan BHP yang diperlukan pada kondisi pelayaran dinasdiberi tambahan harga koreksi sebagai berikut:
Perhitungan BHP Menggunakan dua koreksi :
- Koreksi sebesar 3% DHP untuk letak kamar mesin di belakang (ITTC1957)- Koreksi untuk jalur pelayaran di Asia Timur sebesar 10% - 18% (ITTC1957)
BHP = DHP + 3 % DHP + X % DHP
dimana ;
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
52/148
X % = 13% untuk koreksi daerah pelayaran
Sehingga, harga BHP adalah :
BHP = 4307 + (3% x 4307) + (13% x 4307))
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
53/148
= 5298,20 HP
= 3896,82 kW
1.4.4. Pemilihan Motor Induk
Setelah BHP didapatkan maka langkah berikutnya adalahmenentukan motor induk yang akan digunakan. Berdasarkan katalog mesininduk kapal didapatkan bahwa jenis dan ukuran motor induk denganspesifikasi sebagai berikut :
Merek Mesin = MAN B&W Diesel Engine 7 L32/44CR
Type Mesin = 7L32
Daya Mesin = 3920 Kw = 5329,708 HP
RPM = 750 putaran/menit
Silinder Diameter = 320 mm
Piston Stroke = 440 mm
Silinder = 7 buah
Berat Mesin = 43 ton
Panjang = 6685 mm
Lebar = 2521 mm
Tinggi = 4401 mm
1.5 Pemeriksaan Kekuatan Baling-baling
Input Data : ( Referensi : BKI Volume III th. 2006)
AE /A0 = 0,55
n (rpm) = 106,87 rpm
n (rps) = 1,781 rps
D = 4,827 m = 4827 mm
R = 2,413 m = 2413,3 mm
P/D = 1
Z = 4,00
T (thrust) = 305,88 kN
g = 9,81 m/s2
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
54/148
Va = 6,16 m/s
Vs = 14 knots = 7,2 m/s
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
55/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
56/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
57/148
Tabel 1.5 Nilai k (ref:BKI vol.III 1996, hal. 6-5, Table 6.2)
Profile Shape
Values of k
0.25 R
35 R
60 R
Segmental profiles with circular arcedback .x = 0.12
73
62
44
Segmental profiles with circular parabolicback : .x = 0.11
77
66
47
Blade profiles as for Wageningen B series
propellers where: .x 0.25 = 0.10
.x 0.35 = 0.11
.x 0.60 = 0.12
80
66
44
karena menggunakan propeller type Wageningen B series maka :
KO 0.25 = 80
KO 0.35 = 66
KO 0.60 = 44
.
..25cos...sincos..2.10.
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
58/148
WmWzCBnHDP.........
. K1 =
).()..(BRHBR..Hm =
Tabel 1.6 distribusi Cr
r / R
ar / cr
br / cr
cr
0.2
1.662
0.617
0.350
1103.01
0.3
1.882
0.613
0.350
1249.02
0.4
2.050
0.601
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
59/148
0.350
1360.51
0.5
2.152
0.586
0.350
1428.21
0.6
2.187
0.561
0.389
1451.43
0.7
2.144
0.524
0.443
1422.90
0.8
1.970
0.463
0.479
1307.42
0.9
1.582
0.351
0.500
1049.92
1.0
-
0.000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
60/148
-
0.00
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
61/148
untuk r/R = 0,25 maka ; cr = 1176,014
untuk r/R = 0,35 maka ; cr = 1304,76
untuk r/R = 0,60 maka ; cr = 1451,43
jadi ;
B 0.25 = cr 0.25 = 1176,014 mm
B 0.35 = cr 0.35 = 1304,76 mm
B 0.60 = cr 0.60 = 1451,43 mm
Tabel 1.7 Distribusi pitch untuk wageningen (B4-40)
r/R
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
% H
82.2
88.7
95.0
99.2
100.0
100.0
100.0
100.0
Untuk r/R = 0,25 (interpolasi)
Maka, %H0.25 = 82,2 + ((0,25 0,2)/(0,30 0,20))(88,7 82,2)
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
62/148
= 85,45
Untuk r/R = 0,35 (interpolasi)
Maka, %H0.35 = 88,7 + ((0,35 0,30)/(0,40 0,3)(95,0 88,7)
= 91,85
sehingga, H0.25 = H x % H0.25
= 4124,37 mm
H0.35 = H x % H0.35
= 4433.28 mm
H0.60 = H x % H0.60
= 4826,65 mm
Hm = mean effective propeller pitch
=
= 4486,095 mm
Cw = Characteristic value for propeller material
Cw dapat dilihat pada table di bawah ini :
Tabel 1.8 Nilai Cw
Material
Description
Cw
Cu 1
Cu 2
Cast manganese brass
Cast manganese nickel brass
440
440
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
63/148
Cu 3
Cu 4
Cast nickel alumunium bronze
Cast manganese alumunium bronze
590
630
Fe 1
Fe 2
Fe 3
Fe 4
Fe 5
Fe 6
Unalloyed cast steel
Low alloy cast steel
Martensitic cast chrome steel 13/I 6
Martensitic austenitic cast steel 17/4
Ferritic austenitic cast steel 24/8
Austenitic cast steel 18/18 1
380
380
600
600
600
500
Fe 7
Grey cast iron
200
Maka,
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
64/148
Cw = 440 (material Cu 1, Cast manganese brass)
Cos2e = Cos2( 15../180)
= 0,933
Jadi harga-harga K1 adalah
K1 0.25 = 1,075
K1 0.35 = 0,954
K1 0.60 = 0,773
. Size Factor ( CG )
Harga CG = 1.1 . . 0.8512.2Df1.
f1 = 7.2 untuk solid propeller ; atau
f1 = 6.2 untuk CPP atau built up propeller
Jadi harga CG = 12.2Df1.
= 0.993
. Dynamic Factor (CDyn )
CDyn = . 1.0 untuk > 1.5..33mmaxf0.3f1ss...mmaxss
f3 = 0.2
mmaxss
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
65/148
= f2 . ET + 1
f2 = 0.4 (untuk single screw) (ref : BKI vol.III 2006, hal 6-4)
TDwnVs39).1.(..10.3,4
..ET =
= 2.023
= 1,81
Jadi harga CDyn = 1,201
Sehingga dari koefisien-koefisien yang telah didapatkan diatas, tebal minimumdaun baling-baling adalah :
t0.25 = 0.001 x 80 x 0.001 x 0.001 x 0.001
= 103,307 mm
t0.35 = 0.001 x 66 x 0.001 x 0.001 x 0.001
= 75,585 mm
t0.60 = 0.001 x 44 x 0.001 x 0.001 x 0.001
= 40,856 mm
1.6 Menggambar Baling-baling
1.6.1. Data Utama Baling-baling
Data utama propeller berikut ini adalah sebagai data awal yang akandigunakan untuk perhitungan koordinat masing masing foil danmenggambar proyeksi propeller. Data tersebut diperoleh dari hasilrangkuman perhitungan ukuran utama kapal bab propulsion and propellerstrength pada materi Tugas Merancang I. Dimana pada perhitunganpropulsion tersebut menggunakan peraturan dari buku Principle of NavalArchitecture Second Revision Volume II Chapter VI tentang propulsi,sedangkan untuk perhitungan kekuatan propeller (propeller strength)menggunakan peraturan dari Biro Klasifikasi Indonesia edisi 2006 VolumeIII Section VI tentang propeller.
Ukuran utama propeller :
- Type = B4 - 55
- Jumlah daun (Z) = 4 buah
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
66/148
- Putaran (N) = 106,87 rpm
- Diameter (D) = 4827 mm
- Pitch ratio (Ho/D) = 1,00
- Efisiensi (.p) = 0,6609
- Sudut Rake (e) = 15 o
- Batasan minimum t min : t 0.25 r/R = 103,307 mm
t 0.60 r/R = 40,856 mm
- Batasan minimum pitch angle . 0 : .0.25 = 47,340 0
.
0.6 = 27,924 0
1.6.2. Perhitungan Panjang dan Tebal Maksimum Masing-Masing Foil DaunPropeller
Perhitungan panjang dan tebal maksimum masing masing foildaun propeller berdasarkan tabel 12 - Dimensions of Four, Five, Six andSeven-bladed Wageningen B-screw Seriesyang disadur dari bukuPrinciple of Naval ArchitectureChapter VI halaman 187.
Berikut ini adalah arti dari simbolsimbol yang terdapat pada tabel
12, yaitu :
. ar = Jarak antara leading edge dengan generator line pada masing -masing foil.. br = Jarak antara leading edge dengan tebal maksimum daun propellerpada masing - masing foil.. cr = Panjang masing masing foil daun propeller pada radius r/R
cr = (((cr x Z)/(D x Ae/Ao)) x D x Ae/Ao ) / Z
. Sr atau tmax = Tebal maksimum masingmasing foil daun propellerpadA radius r/R.
Sr = (ar (br x Z)) x D
. t L.e = Tebal daerah leading edge masing - masing foil pada radius r/R.
t L.e = (D x %D) / 100
. t t.e = Tebal daerah trailing edge masing - masing foil pada radius r/R.
. Ho = Panjang pitch pada masing masing foil.
. r/R = Prosentase posisi foil terhadap radius propeller yang diukur dari
sumbu putar propeller.
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
67/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
68/148
Tabel 1.9 Geometrical properties of propeller (ref : PNA vol.II tabel 12, hal.187)
r / R
ar / cr
br / cr
0.2
1.662
0.617
0.350
0.0526
0.0040
0.3
1.882
0.613
0.350
0.0464
0.0035
0.4
2.050
0.601
0.350
0.0402
0.0030
0.5
2.152
0.586
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
69/148
0.350
0.0340
0.0025
0.6
2.187
0.561
0.389
0.0278
0.0020
0.7
2.144
0.524
0.443
0.0216
0.0015
0.8
1.970
0.463
0.479
0.0154
0.0010
0.9
1.582
0.351
0.500
0.0092
0.0005
1.0
-
0.000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
70/148
-
0.0030
0.0000
Tabel 1.10 Perhitungan awal
r/R
Z
D
AE/A0
cr
ar
br
Sr
dr
0.2
4.00
4827
0.55
1103.01
680.56
386.05
176.655
716.96
0.3
4.00
4827
0.55
1249.02
765.65
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
71/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
72/148
0.7
4.00
4827
0.55
1422.90
745.60
630.34
75.296
792.55
0.8
4.00
4827
0.55
1307.42
605.34
626.25
55.024
681.17
0.9
4.00
4827
0.55
1049.92
368.52
524.96
34.752
524.96
1.0
4.00
4827
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
73/148
0.55
0.00
0.00
0.00
14.480
0.00
1.6.3. Perhitungan Koordinat Foil Daun Propeller
Pada satu foil daun propeller terdiri dari bagian back (punggung/atas), face
(muka/bawah), trailing edge (ekor), leading edge (kepala), generator line.Generator line merupakan garis vertical yang pada titik acuannya (0,0) dijadikansebagai sumbu putar foil ketika dirotasikan sebesar sudut pitch angle ( a ). Berikutdi bawah ini gambar geometri daun propeller.
Perhitungan ini berdasarkan table 14-Values of V1dan table 15-Valuesof V2pada buku Principle of Naval ArchitectureChapter VI halaman 188.
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
74/148
Dimana V1 dan V2 berfungsi sebagai konstanta dalam perhitungan YFACE danYBACK. Pada perhitungan ini panjang foil dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagiandepan tmax hingga leading edge dan bagian belakang tmax hingga trailing edge.Masing masing bagian dibagi menjadi beberapa potongan yang sama (biasanya10 bagian) sesuai dengan kebutuhan yang ditulis berdasarkan prosentase terhadap
panjang masingmasing bagian dengan posisi tmax sebagai sumbu netralnya. Padabagian depan tmax harga prosentasenya bernilai positif dan diakhiri symbol +Ppada ujung leading edge, sedangkan pada bagian belakang tmax bernilai negativedan diakhiri dengan symbol P pada ujung trailing edge. P adalah panjangmaksimum kedua bagian tersebut. Pada titik-titik itulah koordinat YFACE danYBACK dihitung. Berikut ini rumus dari YFACE dan YBACK pada keduabagian tersebut :
. Untuk P > 0, maka : YFACE = V1 ( tmax - t L.e )
YBACK = ( V1 + V2 ) ( tmax - t L.e )
. Untuk P = 0, maka : YFACE = V1 ( tmax - t t.e )
YBACK = ( V1 + V2 ) ( tmax - t t.e )
(ref : PNA vol.II, hal.187)
Koordinat Y dari hasil perhitungan ini digunakan untuk menggambarproyeksi expanded blade propeller.
Tabel 1.11 Titik koordinat pada saat r/R = 0,2 dan pembagian ke arah trailing edge
P
V1
V2
tmax
tte
yface (m)
yback (m)
-1.00
0.2826
0.0000
176.6555
1.9307
49.377
49.377
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
75/148
-0.95
0.2630
0.0640
176.6555
1.9307
45.953
57.135
-0.90
0.2400
0.1455
176.6555
1.9307
41.934
67.356
-0.80
0.1967
0.3060
176.6555
1.9307
34.368
87.834
-0.70
0.1570
0.4535
176.6555
1.9307
27.432
106.670
-0.60
0.1207
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
76/148
0.5842
176.6555
1.9307
21.089
123.164
-0.50
0.0880
0.6995
176.6555
1.9307
15.376
137.596
-0.40
0.0592
0.7984
176.6555
1.9307
10.344
149.844
-0.20
0.0172
0.9446
176.6555
1.9307
3.005
168.050
0.00
0.0000
1.0000
176.6555
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
77/148
1.9307
0.000
174.725
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
78/148
Tabel 1.12 Titik koordinat pada saat r/R = 0,2 dan pembagian ke arah leading edge
P
V1
V2
tmax
tle
yface (m)
yback (m)
1.00
0.3560
0.0000
176.6555
5.5507
60.913
60.913
0.95
0.2821
0.1560
176.6555
5.5507
48.269
74.961
0.90
0.2353
0.2840
176.6555
5.5507
40.261
88.855
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
79/148
0.85
0.2000
0.3905
176.6555
5.5507
34.221
101.037
0.80
0.1685
0.4777
176.6555
5.5507
28.831
110.568
0.70
0.1180
0.6190
176.6555
5.5507
20.190
126.104
0.60
0.0804
0.7277
176.6555
5.5507
13.757
138.270
0.50
0.0520
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
80/148
0.8170
176.6555
5.5507
8.897
148.690
0.40
0.0304
0.8875
176.6555
5.5507
5.202
157.057
0.20
0.0049
0.9750
176.6555
5.5507
0.838
167.666
0.00
0.0000
1.0000
176.6555
5.5507
0.000
171.105
Tabel 1.13 Titik koordinat pada saat r/R = 0,3 dan pembagian ke arah trailing ed
ge
P
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
81/148
V1
V2
tmax
tte
yface (m)
yback (m)
-1.00
0.2306
0.0000
156.3836
1.9307
35.617
35.617
-0.95
0.2040
0.0800
156.3836
1.9307
31.508
43.865
-0.90
0.1790
0.1670
156.3836
1.9307
27.647
53.441
-0.80
0.1333
0.3360
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
82/148
156.3836
1.9307
20.589
72.485
-0.70
0.0943
0.4885
156.3836
1.9307
14.565
90.015
-0.60
0.0623
0.6195
156.3836
1.9307
9.622
105.306
-0.50
0.0376
0.7335
156.3836
1.9307
5.807
119.099
-0.40
0.0202
0.8265
156.3836
1.9307
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
83/148
3.120
130.775
-0.20
0.0033
0.9583
156.3836
1.9307
0.510
148.522
0.00
0.0000
1.0000
156.3836
1.9307
0.000
154.453
Tabel 1.14 Titik koordinat pada saat r/R = 0,3 dan pembagian ke arah leading edge
P
V1
V2
tmax
tle
yface (m)
yback (m)
1.00
0.2923
0.0000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
84/148
156.3836
5.0680
44.2295
44.2295
0.95
0.2186
0.1890
156.3836
5.0680
33.0776
61.6762
0.90
0.1760
0.3197
156.3836
5.0680
26.6315
75.0071
0.85
0.1445
0.4265
156.3836
5.0680
21.8651
86.4012
0.80
0.1191
0.5130
156.3836
5.0680
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
85/148
18.0217
95.6466
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
86/148
0.70
0.0790
0.6505
156.3836
5.0680
11.9539
110.3847
0.60
0.0503
0.7520
156.3836
5.0680
7.6112
121.4005
0.50
0.0300
0.8315
156.3836
5.0680
4.5395
130.3584
0.40
0.0148
0.8920
156.3836
5.0680
2.2395
137.2130
0.20
0.0027
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
87/148
0.9750
156.3836
5.0680
0.4086
147.9412
0.00
0.0000
1.0000
156.3836
5.0680
0.0000
151.3156
Tabel 1.15 Titik koordinat pada saat r/R = 0,4 dan pembagian ke arah trailing edge
P
V1
V2
tmax
tte
yface (m)
yback (m)
-1.00
0.1467
0.0000
136.1116
1.9307
19.6843
19.6843
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
88/148
-0.95
0.1200
0.0905
136.1116
1.9307
16.1017
28.2451
-0.90
0.0972
0.1810
136.1116
1.9307
13.0424
37.3291
-0.80
0.0630
0.3500
136.1116
1.9307
8.4534
55.4167
-0.70
0.0395
0.5040
136.1116
1.9307
5.3001
72.9273
-0.60
0.0214
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
89/148
0.6353
136.1116
1.9307
2.8715
88.1166
-0.50
0.0116
0.7525
136.1116
1.9307
1.5565
102.5277
-0.40
0.0044
0.8415
136.1116
1.9307
0.5904
113.5037
-0.20
0.0000
0.9645
136.1116
1.9307
0.0000
129.4175
0.00
0.0000
1.0000
136.1116
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
90/148
1.9307
0.0000
134.1810
Tabel 1.16 Titik koordinat pada saat r/R = 0,4 dan pembagian ke arah leading edge
P
V1
V2
tmax
tle
yface (m)
yback (m)
1.00
0.2181
0.0000
136.1116
4.5853
28.6859
28.6859
0.95
0.1467
0.1935
136.1116
4.5853
19.2949
44.7452
0.90
0.1088
0.3235
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
91/148
136.1116
4.5853
14.3101
56.8588
0.85
0.0833
0.4335
136.1116
4.5853
10.9561
67.9728
0.80
0.0637
0.5220
136.1116
4.5853
8.3782
77.0350
0.70
0.0357
0.6590
136.1116
4.5853
4.6955
91.3713
0.60
0.0189
0.7593
136.1116
4.5853
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
92/148
2.4858
102.3538
0.50
0.0090
0.8345
136.1116
4.5853
1.1837
110.9424
0.40
0.0033
0.8938
136.1116
4.5853
0.4340
117.9922
0.20
0.0000
0.9725
136.1116
4.5853
0.0000
127.9093
0.00
0.0000
1.0000
136.1116
4.5853
0.0000
131.5263
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
93/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
94/148
Tabel 1.17 Titik koordinat pada saat r/R = 0,5 dan pembagian ke arah trailing edge
P
V1
V2
tmax
tte
yface (m)
yback (m)
-1.00
0.0522
0.0000
115.8397
1.9307
5.9461
5.9461
-0.95
0.0420
0.0640
115.8397
1.9307
4.7842
12.0744
-0.90
0.0330
0.1455
115.8397
1.9307
3.7590
20.3328
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
95/148
-0.80
0.0190
0.3060
115.8397
1.9307
2.1643
37.0204
-0.70
0.0100
0.4535
115.8397
1.9307
1.1391
52.7968
-0.60
0.0040
0.5842
115.8397
1.9307
0.4556
67.0013
-0.50
0.0012
0.6995
115.8397
1.9307
0.1367
79.8160
-0.40
0.0000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
96/148
0.7984
115.8397
1.9307
0.0000
90.9450
-0.20
0.0000
0.9446
115.8397
1.9307
0.0000
107.5985
0.00
0.0000
1.0000
115.8397
1.9307
0.0000
113.9090
Tabel 1.18 Titik koordinat pada saat r/R = 0,5 dan pembagian ke arah leading edge
P
V1
V2
tmax
tle
yface (m)
yback (m)
1.00
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
97/148
0.1278
0.0000
115.8397
4.1027
14.2800
14.2800
0.95
0.0778
0.1750
115.8397
4.1027
8.6931
28.2471
0.90
0.0500
0.3056
115.8397
4.1027
5.5869
39.7337
0.85
0.0328
0.4135
115.8397
4.1027
3.6650
49.8682
0.80
0.0211
0.5039
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
98/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
99/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
100/148
95.5677
1.9307
0.0000
0.0000
-0.95
0.0000
0.0965
95.5677
1.9307
0.0000
9.0360
-0.90
0.0000
0.1885
95.5677
1.9307
0.0000
17.6506
-0.80
0.0000
0.3585
95.5677
1.9307
0.0000
33.5689
-0.70
0.0000
0.5110
95.5677
1.9307
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
101/148
0.0000
47.8485
-0.60
0.0000
0.6415
95.5677
1.9307
0.0000
60.0682
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
102/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
103/148
Tabel 1.20 Titik koordinat pada saat r/R = 0,6 dan pembagian ke arah leading edge
P
V1
V2
tmax
tle
yface (m)
yback (m)
1.00
0.0382
0.0000
95.5677
3.3787
3.5216
3.5216
0.95
0.0169
0.1485
95.5677
3.3787
1.5580
15.2481
0.90
0.0067
0.2720
95.5677
3.3787
0.6177
25.6931
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
104/148
0.85
0.0022
0.3775
95.5677
3.3787
0.2028
35.0042
0.80
0.0006
0.4620
95.5677
3.3787
0.0553
42.6467
0.70
0.0000
0.6060
95.5677
3.3787
0.0000
55.8666
0.60
0.0000
0.7200
95.5677
3.3787
0.0000
66.3761
0.50
0.0000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
105/148
0.8090
95.5677
3.3787
0.0000
74.5810
0.40
0.0000
0.8790
95.5677
3.3787
0.0000
81.0342
0.20
0.0000
0.9690
95.5677
3.3787
0.0000
89.3312
0.00
0.0000
1.0000
95.5677
3.3787
0.0000
92.1891
Tabel 1.21 Titik koordinat pada saat r/R = 0,7 dan pembagian ke arah trailing ed
ge
P
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
106/148
V1
V2
tmax
tte
yface (m)
yback (m)
-1.00
0.0000
0.0000
75.2958
1.9307
0.0000
0.0000
-0.95
0.0000
0.0975
75.2958
1.9307
0.0000
7.1531
-0.90
0.0000
0.1900
75.2958
1.9307
0.0000
13.9394
-0.80
0.0000
0.3600
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
107/148
75.2958
1.9307
0.0000
26.4114
-0.70
0.0000
0.5100
75.2958
1.9307
0.0000
37.4162
-0.60
0.0000
0.6400
75.2958
1.9307
0.0000
46.9537
-0.50
0.0000
0.7500
75.2958
1.9307
0.0000
55.0238
-0.40
0.0000
0.8400
75.2958
1.9307
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
108/148
0.0000
61.6267
-0.20
0.0000
0.9600
75.2958
1.9307
0.0000
70.4305
0.00
0.0000
1.0000
75.2958
1.9307
0.0000
73.3651
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
109/148
Tabel 1.22 Titik koordinat pada saat r/R = 0,7 dan pembagian ke arah leading edge
P
V1
V2
tmax
tle
yface (m)
yback (m)
1.00
0.0000
0.0000
75.2958
2.6547
0.0000
0.0000
0.95
0.0000
0.1240
75.2958
2.6547
0.0000
9.0075
0.90
0.0000
0.2337
75.2958
2.6547
0.0000
16.9762
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
110/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
111/148
0.7850
75.2958
2.6547
0.0000
57.0233
0.40
0.0000
0.8660
75.2958
2.6547
0.0000
62.9072
0.20
0.0000
0.9675
75.2958
2.6547
0.0000
70.2803
0.00
0.0000
1.0000
75.2958
2.6547
0.0000
72.6411
Tabel 1.23 Titik koordinat pada saat r/R = 0,8 dan pembagian ke arah trailing ed
ge
P
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
112/148
V1
V2
tmax
tte
yface (m)
yback (m)
-1.00
0.0000
0.0000
55.0238
1.9307
0.0000
0.0000
-0.95
0.0000
0.0975
55.0238
1.9307
0.0000
5.1766
-0.90
0.0000
0.1900
55.0238
1.9307
0.0000
10.0877
-0.80
0.0000
0.3600
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
113/148
55.0238
1.9307
0.0000
19.1135
-0.70
0.0000
0.5100
55.0238
1.9307
0.0000
27.0775
-0.60
0.0000
0.6400
55.0238
1.9307
0.0000
33.9796
-0.50
0.0000
0.7500
55.0238
1.9307
0.0000
39.8199
-0.40
0.0000
0.8400
55.0238
1.9307
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
114/148
0.0000
44.5983
-0.20
0.0000
0.9600
55.0238
1.9307
0.0000
50.9695
0.00
0.0000
1.0000
55.0238
1.9307
0.0000
53.0932
Tabel 1.24 Titik koordinat pada saat r/R = 0,8 dan pembagian ke arah leading edge
P
V1
V2
tmax
tle
yface (m)
yback (m)
1.00
0.0000
0.0000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
115/148
55.0238
1.9307
0.0000
0.0000
0.95
0.0000
0.1050
55.0238
1.9307
0.0000
5.5748
0.90
0.0000
0.2028
55.0238
1.9307
0.0000
10.7673
0.85
0.0000
0.2925
55.0238
1.9307
0.0000
15.5298
0.80
0.0000
0.3765
55.0238
1.9307
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
116/148
0.0000
19.9896
0.70
0.0000
0.5265
55.0238
1.9307
0.0000
27.9536
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
117/148
0.60
0.0000
0.6545
55.0238
1.9307
0.0000
34.7495
0.50
0.0000
0.7635
55.0238
1.9307
0.0000
40.5366
0.40
0.0000
0.8520
55.0238
1.9307
0.0000
45.2354
0.20
0.0000
0.9635
55.0238
1.9307
0.0000
51.1553
0.00
0.0000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
118/148
1.0000
55.0238
1.9307
0.0000
53.0932
Tabel 1.25 Titik koordinat pada saat r/R = 0,9 dan pembagian ke arah trailing edge
P
V1
V2
tmax
tte
yface (m)
yback (m)
-1.00
0.0000
0.0000
34.7519
1.9307
0.0000
0.0000
-0.95
0.0000
0.0975
34.7519
1.9307
0.0000
3.2001
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
119/148
-0.90
0.0000
0.1900
34.7519
1.9307
0.0000
6.2360
-0.80
0.0000
0.3600
34.7519
1.9307
0.0000
11.8156
-0.70
0.0000
0.5100
34.7519
1.9307
0.0000
16.7388
-0.60
0.0000
0.6400
34.7519
1.9307
0.0000
21.0056
-0.50
0.0000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
120/148
0.7500
34.7519
1.9307
0.0000
24.6159
-0.40
0.0000
0.8400
34.7519
1.9307
0.0000
27.5698
-0.20
0.0000
0.9600
34.7519
1.9307
0.0000
31.5084
0.00
0.0000
1.0000
34.7519
1.9307
0.0000
32.8212
Tabel 1.26 Titik koordinat pada saat r/R = 0,9 dan pembagian ke arah leading edg
e
P
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
121/148
V1
V2
tmax
tle
yface (m)
yback (m)
1.00
0.0000
0.0000
34.7519
1.9307
0.0000
0.0000
0.95
0.0000
0.0975
34.7519
1.9307
0.0000
3.2001
0.90
0.0000
0.1900
34.7519
1.9307
0.0000
6.2360
0.85
0.0000
0.2775
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
122/148
34.7519
1.9307
0.0000
9.1079
0.80
0.0000
0.3600
34.7519
1.9307
0.0000
11.8156
0.70
0.0000
0.5100
34.7519
1.9307
0.0000
16.7388
0.60
0.0000
0.6400
34.7519
1.9307
0.0000
21.0056
0.50
0.0000
0.7500
34.7519
1.9307
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
123/148
0.0000
24.6159
0.40
0.0000
0.8400
34.7519
1.9307
0.0000
27.5698
0.20
0.0000
0.9600
34.7519
1.9307
0.0000
31.5084
0.00
0.0000
1.0000
34.7519
1.9307
0.0000
32.8212
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
124/148
Tabel 1.27 Titik koordinat pada saat r/R = 1,0 dan pembagian ke arah trailing edge
P
V1
V2
tmax
tte
yface (m)
yback (m)
-1.00
0.0000
0.0000
14.4800
1.9307
0.0000
0.0000
-0.95
0.0000
0.0975
14.4800
1.9307
0.0000
1.2236
-0.90
0.0000
0.1900
14.4800
1.9307
0.0000
2.3844
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
125/148
-0.80
0.0000
0.3600
14.4800
1.9307
0.0000
4.5177
-0.70
0.0000
0.5100
14.4800
1.9307
0.0000
6.4001
-0.60
0.0000
0.6400
14.4800
1.9307
0.0000
8.0316
-0.50
0.0000
0.7500
14.4800
1.9307
0.0000
9.4120
-0.40
0.0000
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
126/148
0.8400
14.4800
1.9307
0.0000
10.5414
-0.20
0.0000
0.9600
14.4800
1.9307
0.0000
12.0473
0.00
0.0000
1.0000
14.4800
1.9307
0.0000
12.5493
Tabel 1.28 Titik koordinat pada saat r/R = 1.0 dan pembagian ke arah leading edge
P
V1
V2
tmax
tle
yface (m)
yback (m)
1.00
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
127/148
0.0000
0.0000
14.4800
1.9307
0.0000
0.0000
0.95
0.0000
0.0975
14.4800
1.9307
0.0000
1.2236
0.90
0.0000
0.1900
14.4800
1.9307
0.0000
2.3844
0.85
0.0000
0.2775
14.4800
1.9307
0.0000
3.4824
0.80
0.0000
0.3600
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
128/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
129/148
0.0000
10.5414
0.20
0.0000
0.9600
14.4800
1.9307
0.0000
12.0473
0.00
0.0000
1.0000
14.4800
1.9307
0.0000
12.5493
1.6.4. Proyeksi Daun Propeller
Foil daun propeller merupakan potongan daun propeller secararadial, dimana masingmasing bagian panjang foil memiliki jarak yangsama terhadap sumbu putar propeller. Gambar proyeksi ini terdiri dari tigasumbu yaitu sumbu Xe (kanan kiri), Ye (depan belakang), dan Ze (atasbawah). Proyeksi daun propeller yang harus digambar pada TugasMerancang III ini terdiri dari :
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
130/148
. Expanded, merupakan proyeksi foil foil daun propeller yangdiperoleh dengan cara membentangkan foil pada bentuk potongansebenarnya. Proyeksi ini merupakan hasil dari perhitungan table PNAdan menjadi acuan bagi proyeksi yang lainnya.. Projected, merupakan proyeksi pandangan depan atau belakang darifoil foil daun propeller. Hasil proyeksi ini berupa kurva foil yang
merupakan seperbagian keliling lingkaran dengan radius lingkaransama dengan jarak foil tersebut terhadap sumbu putar propeller.Dimana panjang kurva sama dengan panjang foil pada proyeksiexapanded.. Side view, merupakan proyeksi pandangan samping dari foil foildaun propeller. Gambar ini terdiri dari gambar kurva tebal maximumfoil, proyeksi foil, dan boss propeller.. Top view, merupakan proyeksi pandangan foil dari atas yangberpatokan pada satu titik acuan ( Xe = 0, Ye = 0 ).
1.7 Desain Boss Baling-baling
1.7.1. Perhitungan Desain Boss
(Referensi : The Design of Marine Screw Propeller, hal 302)
Gambar 1.3 Dimensi boss propeller
dimana :
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
131/148
LB/DS = 1.8 ~ 2.4 rB = 0.04 x Dprop tB/tR = 0.75
DB/DS = 1.8 ~ 2.0 rF = 0.03 x Dprop tF/tR = 0.75
DBA/DB = 0.85 ~ 0.9 rB/tB = 1,457 DBF/DB =1.05 .1.1
Boss Propeller menggunakan bahan Cast Manganese Brass.
Diameter propeller = 4,827 m
1.7.2. Dimensi Boss Propeller
DB = 0.167 x Dprop tR = Sr (0.2R)
= 0,806 m = 0.177 m
rB = 0.04 x Dprop tB = 0.75 x Dprop
= 0.193 m = 0.132 m
rF = 0.03 x Dprop
= 0.145 m
DB/DS = 1.8 ; DS = 0.448 m
LB/DS = 2.4 ; LB = 1.075 m
DBA/DB = 0.9 ; DBA = 0,725 m
DBF/DB = 1.1 ; DBF = 0,887 m
LN/LB = 0.3 ; LN = 0,322 m
1.7.3. Hubungan Poros dan Boss Propeller
. Perencanaan Poros dalam Boss
Panjang ketirusan (L) poros dalam boss adalah sebagai berikut :
L = LB
= 1,075 m
Diameter ketirusan (Dp)
Dp = Ds - (1/10 ~ 1/15) L (diambil 1/10 = 0,1)
= 0.000 - (000 x 0.001)
= 0,340 m
. Perencanaan Pasak
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
132/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
133/148
Ap = 0.25 DS2 R = 0.0125 DS
= 0,050 m2 = 0,006 m
Lebar pasak (Bp)
Bp = Ap / Lp
= 0,090 m
Ukuran pasak = LP x BP x TP
1.7.4. Mur Pengikat Poros dan Boss Baling-baling
. Dimensi mur pengikat poros (ref:BKI 78 Vol II bab IV)
Diameter baut, Do = tidak kurang dari 60% DS
= 0,269 m
d1 = 0.8 x D = 0,215 m
d2 = (d1 + d0 ) = 0,376 m
Diameter luar mur, d0 = 2 x D0
= 0,537 m
Tinggi/tebal mur Hmur = 0.8 x D0
= 0,215 m
. Perencanaan pitch ( P )
tan ( a) = ( P)/ 16 a = 600
P = 9.238
P = 18.475 mm
. Jumlah ulir ( Z )
Z = Hmur / P
= 11,634 12 putaran
1.7.5. Baut Pengikat Tutup Boss (Filling Cone)
Jumlah baut yang direncanakan ( Z ) = 8 buah
Diameter minimum baut, dS = 16 (PW.106. /N.Z.D.Rm )
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
134/148
dimana : PW = DHP
= 4315,71 [HP]
= 3174,20 [kW]
N = 106,87 rpm
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
135/148
D = DBA
= 725,45 mm
Rm = Tensile strength (ultimate strength)
= 600 N/mm2
Sehingga : dS = 53,96 54 mm
1.8 Desain Stern Tube
1.8.1. Jenis Pelumasan
Sistem konstruksi di dalam pembuatan poros dan tabung porosbaling-baling harus dibuat sedemikian rupa sehingga memudahkan ketika
operasi, reparasi, dan perawatan. Stern tube merupakan kelengkapan utamakapal yang berguna sebagai :
1. penyangga poros baling-baling2. menjaga antara poros dan badan kapal supaya kedap3. rumah dari poros propeller4. mempermudah proses pendinginan poros melalui sistem pelumasan
Adanya pendinginan dan pelumasan pada poros tersebut dapatmemperpanjang umur poros. Selain itu, karena tabung poros juga berfungsisebagai penyangga poros baling-baling, maka tabung poros ini dilengkapidengan bantalanbantalan. Disamping sebagai penyangga, bantalan
tersebut juga berfungsi sebagai penahan getaran yang ditimbulkan olehporos baling-baling. Karena fungsi utama stern tube ini adalah menjagakekedapan, maka di kedua ujungnya dilengkapi pula dengan sistemkekedapan.
Adapun jenis pelumasan poros baling-baling yang digunakan padaperancangan kapal ini adalah menggunakan sistem pelumasan minyak.
1.8.2. Panjang Poros
Poros terdiri dari dua bagian yaitu propeller shaft (poros propeller)yang merupakan poros yang berada di antara propeller hingga sekat kedapbelakang ruang mesin dan intermediate shaft (poros antara) yang berada diantara sekat kedap belakang ruang mesin hingga gear box mesin.Sedangkan panjang masing-masing poros berdasarkan data atau gambar
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
136/148
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
137/148
DsI = F . k . ( Cw.Pw / n )1/3 ; k = 0.951 ; F= 100
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
138/148
DsI = 323,8 mm
Jadi diameter poros antara (DsI) yang digunakan adalah = 324 mm
Sehingga tebal minimum shaft linier, s = 17,215 mm
Catatan :
- Perubahan diameter lebih efektif dengan ketirusan atau radius. Untukradius pada intermediate shaft pada forged flange paling sedikit 0,08d dan jika pada pada propeller shaft paling sedikit 0,125 d .- Ujung depan lubang pasak harus berbentuk sendok dan sudut-sudutnya tidak boleh tajam.- Lubang pengikatan antara pusat propeller dengan pusat propellershaft terletak dibagian tengah antar pasak.- Ketirusan shaft propeller 1 : 10 s/d 1 : 15- Ketirusan shaft pada umumnya 1 : 10 s/d 1 : 20- Diameter luar dari ulir untuk mur panahan propeller tidak boleh lebih
kecil dari 60 % diameter propeller.
1.8.4. Coupling Poros Baling-baling
. Pada propeller shaft :
Diameter ketirusan ujung kopling adalah sebagai berikut :
d = 60% * Dp = 194,31 mm ; diambil 195
Panjang ketirusan :
L = (Dp - d) * (10/2) = 647.68 mm ; diambil 648
Pasak kopling :
1. Luas Penampang Pasak = (Ds)3 / (2.5 * Ds)
= 41949,6 mm2 = 41950 mm
2. Panjang pasak = 0.72 x L
= 466,33 mm = 467 mm
3. Lebar pasak = As / Lk
= 89,96 mm = 90 mm
4. Tebal pasak = 2/3 x Bk
= 59,970 mm = 60 mm
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
139/148
5. Radius ujung-ujung pasak = 0.125 x Ds
= 36,25 mm
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
140/148
. Pada Intermediate Shaft :
Diameter ketirusan ujung kopling adalah sebagai berikut :
d = 60% * Dp = 194.31 mm ; diambil 195
Panjang ketirusan :
L = (Dp - d) * (10/2) = 647,68 mm ; diambil 648
Pasak kopling :
1. Luas Penampang Pasak = (Ds)3 / (2.5 * Ds)
= 41949 mm2 = 41950 mm
2. Panjang pasak = 0.72 x L
= 466,33 mm = 467 mm
3. Lebar pasak = As / Lk
= 89,96 mm = 90 mm
4. Tebal pasak = 2/3 x Bk
= 59,97 mm = 60 mm
5. Radius ujung-ujung pasak = 0.0125 x Ds
= 8.863 mm
1.8.5. Diameter Baut Coupling
. Pada propeller shaft :
Untuk merancang diameter baut, perbandingan yang dipakaiadalah 1:15 s.d 1:20. Untuk perancangannya adalah 70% d atau 80% d.Dimana d adalah diameter ketirusan poros ujung kopling.
- d = 269 mm
- 70% * d = 188 mm- 80% * d = 215 mm
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
141/148
Dari perhitungan tersebut, maka yang diambil adalah 80% d.
Diameter ulir luar (D)
D = 0.8 * d = 215 mm
Diameter ulir dalam (D')
D' = 0.6 * d = 161,2102 mm = 161 mm
Diameter luar mur (Dm)
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
142/148
Dm = 2 * D = 429,894 mm = 430 mm
Tinggi Mur (H)
H = 0.8 * d = 214,947 mm = 215 mm
. Pada Intermediate Shaft :
Untuk merancang diameter baut, perbandingan yang dipakai adalah 1 :15 sampai 1 : 20 , Untuk perancangannya adalah 70% * d atau 80% * d.Dimana d = diameter ketirusan ujung kopling :
- d = 248 mm- 70% * d =122 mm- 80% * d = 139 mm
Dari perhitungan tersebut, maka yang diambil adalah 80% d.
1. Diameter ulir luar (D)
D = 0.8 * d = 215 mm
2. Diameter ulir dalam (D')
D' = 0.6 * d = 161 mm
3. Diameter luar mur (Dm)
Dm = 2 * D = 430 mm
4. Tinggi Mur (H)
H = 0.8 * d = 215 mm
. Diameter Luar Kopling
Dout = ( 3 s.d 5,8 ) . Ds ; dalam perhitungan ini diambil 4
= 4 x Ds
= 1567,3215 mm
. Diameter Lingkaran Baut Kopling Yang Direncanakan (Di)
Di = 2.65 x Ds
= 1164,296 mm
. Panjang Kopling { L }
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
143/148
L = ( 2,5 s.d 5,5 ) x Ds x 0,5 ; diambil nilai 4 maka:
= 4 x Ds x 0,5
= 1231,4669 mm
. Jarak Antar Baut ( D )
D = 2,5 x D
= 537,36737 mm
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
144/148
. Tebal Flange Coupling (h):
Berdasarkan BKI 2006 Vol. III section 4.D.4.1, tebal flens = 25% Ds.
Pada perhitungan ini diambil 25%, maka :
h = 25 % Ds
= 111,95 mm = 113 mm
. Diameter Baut Pengikat Flens Coupling
Z = 8 buah ;(Jumlah baut tiap Kopling)
D = 303 ;(Diameter pitch circle dari baut)
n = 106,87 rpm
Maka diameter baut pengikat Flens Coupling :
D. = 16 * ((106 * Pw)/(n * D * Z * Rm))0.5
= 73,29 mm = 74 mm
1.8.6. Bantalan Poros
(Referensi : BKI 2006 Volume III Sec. A.D 5)
a. Bahan yang digunakan adalah White Metal.b. Panjang bantalan belakang (after Bearing) (Dp):
Dp = 2 x Ds
Dp = 896 mm
c. Panjang bantalan depan (forward Bearing) (Dp'):
Dp' = 0.8 * Ds
= 447,81 mm
d. Tebal bantalan (LR Recomendation)
Dp = 300 mm t= 3.8 mm
Dp = 900 mm t = 7.4 mm
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
145/148
Dp = 447,81 mm
Dari hasil interpolasi diperoleh t = 4,6868 mm
Sehingga diambil harga t = 5 mm
e. Jarak maksimum yang diizinkan antara bantalan (Imax)
Imax = ki * (Ds0.5) dimana ki = 450; (untuk pelumasan minyak)
= 9522,6437 mm
1.8.7. Bush Bearing
Bahan Bush Bearing yang dipakai adalah Manganese Bronze
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
146/148
Tebal Bush Bearing (tBB) :
tBB = 0.18 * Ds
= 80,6051 mm
Perencanaan diambil tebal bush bearing adalah = 81 mm
1.8.8. Tebal Stern Tube
Tebal minimum Stern tube yang diperbolehkan adalah sebagai berikut :
Tst = (DS / 20) + 19.05
= 41 mm
Perencanaan diambil tebal stern tube = 41 mm
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
147/148
LAMPIRANPERHITUNGAN
PROPELLER AND STERNTUBE
8/10/2019 TM III - Report [Propeller&ST]
148/148