Yauri Propulsi

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


~ LCB = LCB actual – LCB standar

= -0,021

Karena LCB bernilai negatif maka koreksi LCB = 0

10. Menetukan koreksi bentuk penampang.


~ 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 )


103 CA = 0,4

17. Menentukan tahanan udara ( 103 CAA )


103 CAA = 0,07

18. Menentukan tahanan kemudi ( 103 CAS )


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)


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

Yauri Propulsi

Documents

Transcript of Yauri Propulsi