Post on 24-Jun-2018
ALFAN FADHLI
4211105005
TEKNIK SISTEM PERKAPALAN
FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
PERANCANGAN SISTEM PERMESINAN PADA
TRAILING SUCTION DREDGER (TSD) SEBAGAI
SARANA PENGERUKAN PADA PERAIRAN
PELABUHAN
KAPAL KERUK
Kapal keruk atau dredger ship adalah kapalyang memiliki peralatan khusus yang digunakanuntuk proses pengerukan
METODE KAPAL KERUK HISAP
1. PLAIN SECTION DREDGER
2. BACKHOE DREDGER
3. CLAMP SHELL / GRAB DREDGER
4. CUTTER SUCTION DREDGER
5. TRAILING SUCTION DREDGER
6. BUCKET LADDER DREDGER
TINJAUAN PUSTAKA
Trailing Section Dredger adalah salah satu metode
pengerukan yang bekerja dengan cara menyeret pipa
penghisap ketika bekerja, material dihisap dengan pompa
kemudian disalurkan ke dalam kapal dan ketika
penampung sudah penuh trailling suction dredger berlayar
menuju lokasi pembuangan dan membuang material
tersebut melalui pintu yang terdapat dibawah kapal (stone
dumping) atau dapat di pompa langsung keluar kapal.
APLIKASI TRAILING SUCTION DREDGER
Trailing suction dredger sangat cocok untuk menjagadan memelihara kedalaman air terutama di daerahpelabuhan, namun sering juga diaplikasikan untukreklamasi tanah.
PEMBAHASAN
Kebutuhan pompa hisap yang digunakan
Kebutuhan towing winch untuk menarik pipa hisap
Kebutuhan tenaga penggerak kapal
Perancangan dan desain kapal TSD.
I. Kebutuhan pompa yang digunakan
Dalam perencanaan ini ditentukan kapasitas produksi yaitu sebesar 2000 m3/jam.
JENIS MATERIAL YANG AKAN DIHISAP
No MATERIAL BERAT JENIS
ton/m3
PROSENTASE JUMLAH
(ton/m3)
1 Lumpur 2,0 25 % 0,50
2 Kerikil 1,8 5 % 0,09
3 Pasir 1,4 10 % 0,14
4 Air laut 1,025 60 % 0,615
Jumlah 1,345
Head adalah energi mekanik yang terkandung dalamsatu satuan berat zat cair yang mengalir
Head total,
Ht = Hs + Hp + Hv + Hf
Head Static (Hs)
Hs = Z2 – Z1
= 2 – ( - 10 )
= 12 m
Head Pressure (Hp)
= 0
Tekanan pada saat masuk dan keluar nilainya
sama karena pelabuhan dalam keadaan terbuka
g
PPHp
12
Head Velocity (Hv)
Hv = v22 – v1
2
2g
= 42 – 3,52
2 x 9,8
= 0,27 m/s
Head Friction / Losses (Hf)
dengan total head 15,34 m
Hminor = f x ( v2 / 2g ) dengan total head 19,45 m
g
v
D
LHmayor
2
2
Head Total (Ht)
Ht = Hs + Hp + Hv + Hf
= 12 + 0 + 0,27 + 34,79
= 48,069 m
Centrifugal Slurry Pump
Nama pompa = Slurry Pump300ZJ-A70
Kapasitas = 635 -2333 m3/jam
Head = 16 – 76,8 m
Daya maks = 630 kW
Kecepatan putaran = 490 – 980 rpm
Maks diameter partikel = 92 mm
II. Kebutuhan towing winch yang digunakan
W = 8,51 ton L1 = 9,4 m
Ɵ2 = 90° - 53° = 37° L2 = 8,0 m
Maka,
( Ɵ1 + Ɵ2 ) + x = 90°
Ɵ1 + Ɵ2 = ( 90° - x )
Ɵ1 = 90° - x - Ɵ2
Ɵ1 = 90° - 12° - 37°
Ɵ1 = 41°
Ty . L1 – Wy . L2 = 0 Ty . L1 = Wy . L2 Ty = Wy . L2
L1 T sin Ɵ1 = W cos Ɵ2 . L2
L1 T1 = W cos Ɵ2 . L2
sin Ɵ1 . L1 T1 = (8,51x103) . cos 37° . 8,0
sin 41° . 9,4 T1 = (8,51x103). (0,79) . 8,0
(0,66) . 9,4 T1 = (8,51x103) . 6,32
6,204 T1 = 8,67 x 103 Newton
Besar Inersia pada katrol
Direncanakan diameter katrol (single pulley) Ø300mm terbuat dari baja tuang dengan tebal 60mmmempunyai berat sebesar 32,2 kg dengan kecepatangerak katrol untuk 1 putaran 10 s.
I = ½ x Mk x r2
I = ½ x 32,2kg x (0,15m)2
I = 0,36 kg.m2
Percepatan sudut yang terjadi
Untuk perubahan sudut tiap selang waktu maka :
ω = ΔƟ = Ɵ2 – Ɵ1
Δt t2 – t1
Sehingga perubahan kecepatan sudut pada katrol (α) ditentukan, Maka nilai α = Δ ω = ω 2 – ω 1
Δt t2 – t1
= 41 – 36
10 – 0
= 0,5 rad/s
Nominal pull/rated pull (T2)
Tegangan tali (wire) pada saat menurunkan suction pipe sebesar
T2 = T1 – ( I x α ) = 8,67 x 103 – (0,36 x 0,5) = 7,47 x 103 N
R 0,15
Tegangan tali (wire) pada saat menarik suction pipe sebesar
T2 = T1 + ( I x α ) = 8,67 x 103 + (0,36 x 0,5) = 9,87 x 103 N
R 0,15
JIANGSHU – TOWING WINCH / JM.SERIES
Type : JM2A
Rated pull : 20kN
Speed : 16,7 m/min
Wire Ø : 12,5 mm
Roll cap. : 100 m
Motor type : Y160M-6
Berat dari volume air = 5200 / 1,65
= 3151,5 ton/jam
Berat air dalam lumpur cw=30% = 30% x 5200
= 1560 ton/jam
Total berat lumpur = 5200 + 1560
= 6760 ton/jam
Berat total volume air = 3151,5 + 1560
= 4712 ton/jam
Spesifik gravity slurry mixture = 6760 / 4712 = 1,4
Banyaknya lumpur = 4712 x 2000
60 x 8,34
= 18832,93 gpm dimana berat air 8,34 / gal.
Consentrasi kepadatan = (100/4712)x 2000
= 42,4%
III. Kebutuhan Tenaga Penggerak kapal
Berdasarkan pertimbangan luas area pengerukan dan akses
transportasi menuju Pelabuhan Tanjung Emas Semarang maka
ditentukan dimensi kapal keruk TSD.
LOA = 31,16 m
Hull LOA = 22,60 m
B = 7,70 m
T = 1,00 m
H = 2,15 m
Vs (operation) = 3 knots/h
V max (moving) = 8 knots/h
Dengan menggunakan software maxsurf, besar nilaitahanan pada lambung kapal bisa dianalisa dan ditampilkanpada software hull speed
Hasil analisa karakteristiklambung kapal dibawahgaris air dengan meng-gunakan media softwarehullspeed
Principle value unit
LWL 21.804 m
Beam 7.7 m
Draft 1 m
Displaced volume 32.957 m^3
Wetted area 108.837 m^2
Prismatic coeff. 0.648
Waterplane area coeff. 0.232
1/2 angle of entrance 8.11 deg.
LCG from midships(+ve for'd) -2.556 m
Transom area 2.334 m^2
Transom draft 1 m
Max sectional area 2.334 m^2
Draft at FP 1 m
Deadrise at 50% LWL 0 deg.
Air density 0.001 tonne/m^3
Appendage Factor 1
Correlation allow. 0.0004
Kinematic viscosity 1.19E-06 m^2/s
Water Density 1.026 tonne/m^3
Hasil analisa hubungan antarakecepatan kapal, tahanan danpower yang dibutuhkan.
nospeed
(knot)resist. (kN) power (kW)
1 0 -- --
2 0.6 -- --
3 1 -- --
4 1.6 0.02 0.02
5 2 0.05 0.07
6 2.6 0.12 0.23
7 3 0.18 0.39
8 3.6 0.28 0.74
9 4 0.34 1.01
10 4.6 0.69 2.34
11 5 1.07 3.92
12 5.6 1.87 7.7
13 6 2.41 10.64
14 6.6 3.34 16.18
15 7 4.09 21.03
16 7.6 5.18 28.94
17 8 6.16 36.2
Mencari koefisien propulsi
• Koefisien lambung / ηhull
wake fractional, w = 0,70 Cp – 0,3 + 0,3 (0,4 - a/b)= 0,34
trust deduction factor, t = 0,5 Cp – 0,9= 0,24
ηhull = (1-t) / (1-w) = 1,16
• Efisiensi propeller / ηOMerupakan efisiensi baling-baling pada kondisi perairan terbuka yang besarefisiensinya berdasar uji air terbuka berkisar antara 40%-70%, diambil 41%.
• Relative rotatif efficiency / ηrrAdalah nilai kapal dengan jenis baling-baling sekrup tunggaldengan nilai diantara 1,02 – 1,05 dan direncanakan 1,02.
• Koefisien pendorong / PCAdalah nilai koefisien yang diperoleh dari perkalian antara efisiensi lambung,efisiensi rotative relative dan efisiensi baling-baling, PC = ηhull x ηO x ηrr = 0,496
Menentukan mesin propulsi kapal
Jika nilai EHP (36,2 kW = 48,54 HP)
• Delivery Horse Power, DHP = EHP / PC = 72,98 kW
• Trust Horse Power, THP = EHP / ηhull = 31,20 kW
• Shaft Horse Power, SHP = DHP / ηsηb = 75,23 kW,dengan asumsi efisiensi poros baling-baling 0,97
• Brake Horse Power, dengan asumsi efisiensi gearbox 0,98BHPscr = SHP / ηG = 76,76 kWBHPmcr = BHPscr / 0,85 = 90,30 kW
CATERPILLAR (marine engine propulsion)
Type : 3056 – LEHM0724Power : 93 kW / 125 BHPRpm : 2600Stroke : 4 stroke – cycle dieselStarting : electric motor starting
IV. Perancangan dan Desain kapal TSD
SEKIAN
&
TERIMA KASIH