Tahanan Yamagata

8/12/2019 Tahanan Yamagata

1/18

39

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Karakteristik Hidrostatika Kapal Tunda

Sesuai dengan gambar rencana garis dan bukaan kulit kapal tunda TB.

Bosowa X maka dapat dihitung luas garis air, luas bidang basah, volume dan

displacement dari kapal tersebut. Adapun hasil perhitungan adalah :

1. Froud Number (Fn)Fn = Vs / ( Lwl x g )1/2

= 5,144 / (25,24 x 9,8)1/2

= 0,327

2. Coefisien Blok (Cb) = 0,6883. Coefisien Garis Air (Cw) = 0,9224. Coefisien Midship (Cm) = 0,9525. Coefisien Prismatik Longitudinal (Cp) = 0,7236. Luas Midship (Am)

Am = B x T x Cm

= 8,2 x 2,75 x 0,952

= 21,468 m2

7. Luas Bidang Basah Kapal = 261,05 m28. Volume = 391,51 m39. Displacement = 402,91 ton


2/18

40

4.2. Perhitungan Tahanan Kapal

Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk memprediksi tahanan

kapal dan kebutuhan daya, tetapi hal yang perlu diperhatikan tergantung dari tipe

kapal serta batasan parameter ukuran utama dan bilangan Froude Number (Fn).

Dalam perhitungan tahanan kapal tunda menggunakan metode Yamagata

dengan variasi kecepatan 412 knot. Adapun langkah perhitungan adalah sebagai

berikut :

4.2.1. Perhitungan Tahanan Kapal Tunda Dengan Metode Yamagata

Adapun perhitungan tahanan kapal tunda dengan metode yamagata yaitu

dengan estimasi kecepatan Vs = 10 knot sebagai sampel.

1. Kecepatan dinas kapalV = 10 Knot

2. Kecepatan kapal dalam m/sVs = 5,144 m/s

3. Menentukan angka Reynold (Rn), dengan persamaan 2.2Rn = Vs . Lwl / dimana= 0,884 x 10-6m2/s. Pada suhu 28oC

= 5,144 . 25,24 / 0,884 x 10-6

= 1,468 x 10

8

4. Menentukan koefisien hambatan gesek (Cf) dengan persamaan 2.3Cf = 0,075 / (Log10Rn-2)

2

= 0,002

5. Menentukan nilai tahanan gesek (Rf) dengan persamaan 2.1Rf = 0,5 . Cf . . V2. S


3/18

41

= 0,5 . 0,002 . 1025 . 5,1442. 261

= 5240,728 N

6. Menentukan nilai tahanan gesek (Rf) dalam satuan Kg.Rf = 524,0728 Kg

7. Menentukan nilai Froude (Fn) dengan persamaan 2.5Fn = V / .

= 5,144 / 9,8 . 25,24

= 0,327

8. Menentukan nilai harga B/L -0,135(Perhitungan Tahanan Kapal)

B/L-0,135 = 0,1899

9. Menentukan nilai harga B/T -2,25(Perhitungan Tahanan Kapal)

B/T-2,25 = 0,7318

10.Menentukan harga dari (rR`.B/L) / (B/L-0,135) fig.5.3.2(rR`.B/L) / (B/L-0,135) = 0,55

11.Menentukan harga dari (rR`.B/T) / (B/T-2,25) fig.5.3.3(rR`.B/T) / (B/T-2,25) = - 0,0015

12.Menentukan harga dari (Rr``.B/L)(Rr``.B/L) = B/L -0,135 x (rR`.B/L) / (B/L-0,135)

= 0,0095


4/18

42

13.Menentukan harga dari (Rr``.B/T)(Rr``.B/T) = B/T-2,25 x (rR`.B/T) / (B/T-2,25)

= -0,00109

14.Menentukan koefisien tahanan sisa (rRo) fig. 5.3.1.rRo = 0,02

15.Menentukan koefisien tahanan sisa (rR`)rR` = (Rr``.B/T) + (Rr``.B/L) + (rRo)

= 0,028

16.Menentukan hambatan sisa (RR), dengan persamaan 2.4RR = rR` + 0,5 x x

2/3x V2

= 0,028 + 0,5 x 1025 x 391,512/3 x 5,1442

= 1384,364 Kg

17.Menentukan hambatan kapal (Rx)Rx = RR+ Rf

= 1384,364 + 524,0728

= 1908,43 Kg

18.Hambatan total kapalMenurut Mansyur Hasbullah: Buku Teori Tahanan Kapal. Untuk

penentuan daya mesin penggerak kapal di perairan dalam adalah :

RT = Rx+ (3% x Rx)

= 1908,43 + (3% x 1908,43)

= 1965,69 Kg


5/18

43

19.EHP (Effective Horse Power)EHP = RTx Vs / 75

= 134,82 HP

Data tahanan kapal dalam berbagai variasi kecepatan sebagai berikut :

Tabel 4.1. Hubungan nilai RT, Vs, EHP

No

Kecepatan (Vs)

(Knot)

Tahanan Kapal (RT)

(Kg)

Daya Efektif (EHP)

(HP)

1. 4 228,01 6,255

2. 5 356,18 12,215

3. 6 499,069 20,538

4. 7 672,818 32,302

5. 8 984,766 54,033

6. 9 1418,564 87,565

7. 10 1965,69 134,82

8. 11 2706,452 204,189

9. 12 3633,63 299,062

Sumber : Perhitungan tahanan kapal tunda (lampiran 1)


6/18

44


Grafik 4.1. Hubungan EHP dengan Vs

Dari grafik hubungan antara daya dengan kecepatan terlihat bahwa semakin

besar daya maka kecepatan kapal semakin besar.


Grafik 4.2. Hubungan antara RTdengan Vs

6,255 12,215 20,53832,302

54,033

87,565

134,820

204,189

299,062

0

50

100

150

200

250

300

350

4 5 6 7 8 9 10 11 12

EHP

(HP)

Vs (Knot)

Hubungan EHP dengan Vs

EHP

228,010356,180

499,069672,818

984,766

1418,564

1965,690

2706,452

3633,630

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

3000,00

3500,00

4000,00

4 5 6 7 8 9 10 11 12

RT

(Kg)

Vs (Knot)

Hubungan RT dengan Vs

RT


7/18

45

Dari grafik 4.2 terlihat adanya hubungan antara tahanan kapal (RT) dengan

kecepatan kapal (Vs) yang berbanding lurus, yaitu semakin besar kecepatan kapal

yang diinginkan maka tahanan kapal juga semakin besar.

4.3. Perhitungan Daya Mesin Kapal

4.3.1. Perhitungan Daya Mesin Kapal Yang Tidak Menggunakan Kort

Nozzle Propeller

Berikut ini adalah perhitungan daya mesin kapal yang tidak menggunakan

kort nozzle propeller dengan estimasi kecepatan 10 knot sebagai sampel :

1. Kecepatan dinas kapalVs = 10 Knot


3. Tahanan total kapal (RT) dari data perhitungan propulsi :RT = 1965,69 Kg

4. Diameter propellerDp = 1820 mm

= 1,82 m

5. Nilai EHP dari perhitungan tahananEHP = 134,82 HP


8/18

46

6. Penentuan nilai arus ikut dari persamaan 2.12w = (0,5 Cb) - 0,2

= (0,50,688)0,2

= 0,144

7. Penentuan fraksi deduksi daya dorong dari persamaan 2.13t = 0,5 x Cp - 0,19

= 0,5 x 0,723 - 0,19

= 0,1715

8. Kecepatan air masuk ke balingbaling dari persamaan 2.14Va = Vs x (1w)

= 5,144 x (1 - 0,144)

= 4,403 m/s

9. Penentuan nilai ThrustT =

(1)

=1965,69

(1 0,1715)

= 2372,59 Kg

10.Jarak sumbu poros ke lunas(Principal of Naval Architecture Volume II)

E = 0,045 x T + 0,5 x Dp

= 0,045 x 2,75 + 0,5 x 1,82

= 1,034 m


9/18

47

11.Tinggi air di atas propeller(Tahanan dan Propulsi Kapal)

h = (T - E) + (0,0075 x Lbp)

= (2,75 - 1,034) + (0,0075 x 24,62)

= 1,9009 m

12.Tekanan pada garis pusat balingbaling(Tahanan dan Propulsi Kapal)

popv = 99,6 - (10,05 x h)

= 99,6 - (10,05 x 1,9009)

= 80,496 N/m2

13.Rasio luas bentang daun propeller dari persamaan 2.16(Principal of Naval Architecture Volume II)

Ad/Ao =1,3+0,3.(.2)

+

= 0,39

14.Putaran mesinn = 13,64 Rps

15.Penentuan nilai koefisien angka majuJ =

( .)

=4,403

(13,64 .1,82)

= 0,177


10/18

48

16.Penentuan nilai pitchPitch = 2. .

= 0,977

17.Penentuan nilai P/D (rasio langkah ulir propeller)P/D = 0,537

18.Rasio putaran propeller, pada grafikNilai KTB435 = 0,133

KTB440 = 0,13

KTB439, Interpolasi = 0,133

Nilai KQB435 = 0,0132

KQB440 = 0,013

KQB439, Interpolasi = 0,013

Nilai o B435 = 0,383

o B440 = 0,375

oB439, Interpolasi = 0,382

19.Penentuan nilai efisiensi lambunghull =

(1)(1)

=(10,1715)(10,144)

= 0,968

20.Penentuan nilai efisiensi rotasir = 1,0


11/18

49

21.Nilai Quasi Propulsive Coeffisien (QPC) dari persamaan 2.18QPC = o . hull. r

= 0,382 . 0,968 . 1

= 0,3697

22.Delivery Horse Power (DHP) dari perhitungan tahananDHP =

=134,82

0,3697

= 364,65 HP

23.Efisiensi poros, untuk letak kamar mesin berada di buritans = 0,98 (dipilih 0,98 karena kamar mesin berada di buritan)

24.Shaft Horse Power (SHP)SHP =

=364,65

0,98

= 372,09 HP

25.Brake Horse Power (BHP)BHP =

=372,09

0,98

= 379,682 HP


12/18

50

26.Efisiensi propulsi kapal, dari persamaan 2.17p =

=134,82

372,09

= 0,36

Untuk data perhitungan daya mesin kapal tanpa menggunakan kort

nozzle propeller dengan variasi kecepatan 4 12 Knot dapat dilihat pada

lampiran 2.

4.3.2. Perhitungan Daya Mesin Kapal Dengan Penggunaan Kort Nozzle

Propeller.

Perhitungan propulsi kapal dengan penggunaan kort nozzle propeller

dengan estimasi kecepatan 10 knot sebagai sampel adalah sebagai berikut:

1. Kecepatan dinas kapalVs = 10 Knot


3. Tahanan total kapal (RT) dari data perhitungan propulsi :RT = 1965,69 Kg

4. Diameter propellerDp = 1820 mm

= 1,82 m

5. Nilai EHP dari perhitungan tahananEHP = 134,82 HP


13/18

51

6. Penentuan nilai arus ikut dari persamaan 2.12w = (0,5 Cb) - 0,2

= (0,50,688)0,2

= 0,144

7. Penentuan fraksi deduksi daya dorong dari persamaan 2.13t = 0,5 x Cp - 0,19

= 0,5 x 0,723 - 0,19

= 0,1715

8. Kecepatan air masuk ke balingbaling dari persamaan 2.14Va = Vs x (1w)

= 5,144 x (1 - 0,144)

= 4,403 m/s

9. Penentuan nilai ThrustT =

(1)

=1965,69

(1 0,1715)

= 2372,59 Kg

10.Jarak sumbu poros ke lunas(Principal of Naval Architecture Volume II)

E = 0,045 x T + 0,5 x Dp

= 0,045 x 2,75 + 0,5 x 1,82

= 1,034 m


14/18

52

11.Tinggi air di atas propeller(Tahanan dan Propulsi Kapal)

h = (T - E) + (0,0075 x Lbp)

= (2,75 - 1,034) + (0,0075 x 24,62)

= 1,9009 m

12.Tekanan pada garis pusat balingbaling(Tahanan dan Propulsi Kapal)

popv = 99,6 - (10,05 x h)

= 99,6 - (10,05 x 1,9009)

= 80,496 N/m2

13.Rasio luas bentang daun propeller dari persamaan 2.16(Principal of Naval Architecture Volume II)

Ad/Ao =1,3+0,3.(.2)

+

= 0,39

14.Putaran mesinn = 13,64 Rps

15.Penentuan nilai koefisien angka majuJ =

( .)

=4,403

(13,64 .1,82)

= 0,177


15/18

53

16.Penentuan nilai pitchPitch = 2. .

= 0,977

17.Penentuan nilai P/D (rasio langkah ulir propeller)P/D = 0,537

18.Rasio putaran propeller, pada grafikNilai KT = 0,145

Nilai KTn = 0,045

Nilai KQ = 0,0138

Nilai o = 0,407

19.Penentuan nilai efisiensi lambunghull =

(1)

(1)

=(10,1715)(10,144)

= 0,968

20.Penentuan nilai efisiensi rotasir = 1,0

21.Nilai Quasi Propulsive Coeffisien (QPC) dari persamaan 2.18QPC = o . hull. r

= 0,407 . 0,968 . 1

= 0,394


16/18

54

22.Delivery Horse Power (DHP) dari perhitungan tahananDHP =

=134,82

0,394

= 342,249 HP

23.Efisiensi poros, untuk letak kamar mesin berada di buritans = 0,98 (dipilih 0,98 karena kamar mesin berada di buritan)

24.Shaft Horse Power (SHP)SHP =

=342,249

0,98

= 349,232 HP

25.Brake Horse Power (BHP)BHP =

=349,232

0,98

= 356,360 HP

26.Efisiensi propulsi kapal, dari persamaan 2.17p =

=134,82

349,232

= 0,39


17/18

55

Untuk data perhitungan daya mesin kapal dengan menggunakan kort

nozzle propeller dengan variasi kecepatan 4 12 Knot dapat dilihat pada

lampiran 3.

Dari perhitungan daya mesin tanpa menggunakan kort nozzle propeller

dan dengan menggunakan kort nozzle propeller di atas, dibuat tabel perbandingan

perhitungan daya mesin dengan variasi kecepatan 4 knot sampai dengan 12 knot.

Tabel tersebut adalah sebagai berikut :

Tabel 4.2. Perbandingan Daya Mesin Kapal Tunda

No.Kecepatan

(knot)

Tanpa Kort

Nozzle

(HP)

Dengan Kort

Nozzle

(HP) Persentase

(%)Daya

Mesin

(BHP)

Efisiensi

Propulsi

(p)

Daya

Mesin

(BHP)

Efisiensi

Propulsi

(p)

1 4 48,414 0,13 42,592 0,15 1,53

2 5 62,573 0,20 52,144 0,24 2,75

3 6 90,181 0,23 76,451 0,27 3,62

4 7 123,230 0,27 106,597 0,31 4,38

5 8 182,222 0,30 165,139 0,33 4,50

6 9 269,149 0,33 247,900 0,36 5,60

7 10 379,682 0,36 356,360 0,39 6,14

8 11 535,769 0,39 510,850 0,41 6,56

9 12 746,472 0,41 718,146 0,42 7,46

Sumber : Perhitungan Daya Mesin (lampiran 2 dan lampiran 3)


18/18

56

Dari tabel 4.2. apabila diplotkan kedalam bentuk grafik maka akan

diperoleh grafik sebagai berikut :

Sumber : Perhitungan Daya Mesin (Lampiran 2 dan Lampiran 3)

Grafik 4.3. Perbandingan Daya Mesin Kapal Tunda

Dari grafik 4.3 dapat ditarik kesimpulan bahwa :

1. Kapal yang menggunakan kort nozzle propeller dengan kecepatan yangsama diperoleh daya mesin yang lebih rendah 4,73% jika dibandingkan

dengan kapal yang tidak menggunakan kort nozzle.

2. Pada grafik di atas juga dapat terlihat bahwa pada kecepatan 10 Knot,kapal yang menggunakan kort nozzle propeller diperoleh daya mesin

356,360 HP dan yang tanpa menggunakan kort nozzle diperoleh daya

mesin 379,682 HP.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

4 5 6 7 8 9 10 11 12

BHP

(HP)

Vs (Knot)

Tanpa Kort Nozzle

Propeller

Dengan Kort Nozzle

Propeller

Tahanan Yamagata

Documents

Transcript of Tahanan Yamagata