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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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)
8/12/2019 Tahanan Yamagata
6/18
44
Sumber : Perhitungan tahanan kapal tunda (lampiran 1)
Grafik 4.1. Hubungan EHP dengan Vs
Dari grafik hubungan antara daya dengan kecepatan terlihat bahwa semakin
besar daya maka kecepatan kapal semakin besar.
Sumber : Perhitungan tahanan kapal tunda (lampiran 1)
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
2. Kecepatan kapal dalam m/sVs = 5,144 m/s
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
2. Kecepatan kapal dalam m/sVs = 5,144 m/s
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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)
8/12/2019 Tahanan Yamagata
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