BAB I
PENDAHULUAN
I.1 FILOSOFI DISAIN
Propeller merupakan alat penggerak utama kapal.
Propeller menghasilkan thrust. Daya yang mengasilhan
thrust tersebut berasal dari motor penggerak utama yang
ditransmisikan melalui suatu sistem transmisi (dalam
tugas ini digunakan transmisi poros). Daya dorong yang
dihasilkan akan bergantung pada faktor-faktor bentuk,
efisiensi, jumlah daun dan lain-lain.
Untuk mendesain propeller, kita harus mengenal
karakteristik lambung kapal yang bersumber dari gambar
rencana garis dan data ukuran utama kapal. Kemudian
dihitung besarnya tahanan dan kebutuhan daya (dalam
tugas ini menggunakan metode harvald). Selanjutnya
adalah memilih propeller yang sekiranya memenuhi syarat
efisiensi, kavitasi, dan paling efisien. Kemudian
langkah selanjutnya adalah Engine Propeller Matching,
yaitu mencocokkan kerja propeller dan engine sehingga
menghasilkan kombinasi yang otimum (ekonomis, efisien)
Dalam tugas ini juga didisain bagaimana detail
sistem transmisi yang digunakan pada kapal meliputi
boss propeller, seal, sterntube, bantalan, bearing dan
sistem pelumasan.
I.2 DATA UKURAN UTAMA KAPAL
Nama : MV SKYWALKER
LPP : 151,4 m
B : 25,6 m
H : 12,9 m
T : 8,915 m
Cb : 0,647
Vs : 18 Knot
I.3 GAMBAR LINES PLAN
I.4 RULES AND REFFERENCES
- BKI
- TAHANAN DAN PROPULSI, Sv A Harvald
- DASAR PERANCANG DAN PEMILIHAN ELEMEN MESIN, Soelarso
- ENGINE PROJECT GUIDE
- TECHNICAL SPECIFICATION
BAB II
PERHITUNGAN PROPELLER
II.1 PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL
a. Menentukan Koefisien Blok waterline (Cbwl)
Cbwl = (Lpp x Cb)/Lwl
Dari perhitungan tugas rencana garis didapat Cbwl
= 0,647408
b. Menentukan Luasan Midship (AΦ)
AΦ = (B x T) - 2(R2 - ¼πR2)
Dari perhitungan tugas rencana garis didapat Am =
224,1463 m2
c. Menentukan Koefisien Midship (Cm)
Cm = AΦ/(B x T)
Dari perhitungan tugas rencana garis didapat Cm =
0,982133
d. Menghitung Volume Displacement
= Lwl x B x T x Cbwl = 23041,08 m3
e. Menghitung Berat Displacement
Δ = x ρ = 23617,1 ton
f. Menghitung Luas Pemukaan Basah (S)
S= 1,025Lpp (Cb x B +1,7T) = 4923,8892 m2
g. Menghitung Reynold Number (Rn)
Rn = (VsxLwl)/υ = 1215507816
h. Menghitung Froude Number (Fn)
Fn = Vs/(gxLwl)^0,5 = 0,23678896
Setelah menemukan komponen-komponen di atas, kita mulai
dapat menghitung komponen-komponen tahanan.
1. Tahanan Gesek
Friction coefficient according to ITTC 1957
Cf = 0.075¿¿¿¿
= 0,00149421
2. Menghitung Tahanan Sisa (Cr)
a. CR atau tahanan sisa kapal dapat ditentukan
melalui diagram Guldhammer-Harvald yang hasilnya
adalah sebagai berikut :
Dicari nilai Lwl
∇13 = 5,480188583
Dimana nilai koefisien prismatik yang didapat dari
perhitungan tugas rencana garis = 0,659186
Cr dapat ditentukan melalui diagram Guildhammer –
Halvard halaman 120 – 128
Berdasarkan nilai Fn yang sebelumnya
dicari, yaitu, Fn = 0,23678896, maka
dilakukan pembacaan diagram
Guildhammer - Halvard tabel 5 dan 5,5.
Kemudian diperoleh data seperti tabel
disamping. Dengan interpolasi,
siperoleh nilai Cr adalah :
= 0,00090792
b. Ratio B/T
Lwl
∇13
103Cr
5 0,95,480
18 0,907925,5 1,1
Karena diagram tersebut dibuat berdasarkan rasio
lebar-sarat B/T = 2,5 maka harga Cr untuk kapal
yang mempunyai rasio lebar-sarat lebih besar atau
lebih kecil daripada harga tersebut harus
dikoreksi
B/T =
25,6/8,9
15
=
2,871564
78
c. LCB
LCB dari Tugas Rencana
Garis
1,8895
3
mete
r Di belakang midship
103Cr2 = 103Cr1 +
0,16(B/T - 2,5) 103Cr2
= 0,967375
Cr2 =
0,00096737
5
Letak LCB yang optimum merupakan kuantitas yang masih
agak meragukan, dan semua kepustakaan yang ada
memberikan pendapat yang berbeda-beda sehingga
memberikan gambaran yang
membingungkan. Sebagai upaya
untuk mengatasi kerancuan
tersebut maka semua
informasi yang ada
dikumpulkan dan diringkas
pada LCB standar tersebut
didefenisikan sebagai fungsi
linear angka Froude (Fn).
Dari pembacaan grafik diatas, diperoleh nilai LCB 1%
Lpp dibelakang amidship. Maka, terdapat nilai beda LCB
sebagai berikut :
∆ LCB =
LCB -
LCBstandart= 0,0099833
(d103Cr/dLCB)= 0,1
dimana faktor (d103Cr/dLCB) didapat dari diagram
5.5.16 (HARVALD)
Maka koreksi
Cr adalah
seperti
hitungan
disamping
d. Anggota Badan Kapal
dalam hal ini yang perlu dikoreksi adalah boss
baling-baling, dan untuk kapal penuh Cr dinaikkan
sebesar 3-5%, diambil 5%, sehingga :
3. Tahanan Tambahan
Dari perhitungan awal diperoleh displacement kapal
sebesar = 23617,1 ton.
Dengan menginterpolasi data displacement pada buku
TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL, HARVALD hal. 132 yaitu
maka didapat tahanan tambahan yaitu :
Interpolasi Ca
NoA b
Displacement Ca
1 10000 0,0004
2 23617,1 Ca
103Cr =
103Cr(standart) + (d103Cr/dLCB) x
∆LCB103Cr = 0,968373Cr3 = 0,000968373
Crtotal =
(1+5%) x
Cr3
=
0,0010071
08
3 100000 0Dengan interpolasi, maka diperoleh
nilai Ca :
Ca =
(1b + (2a-1a)x(3b-
1b))/(3a-1a) = 0,00033948
4. Menghitung Tahanan Udara
Karena data mengenai angin dalam perancangan kapal
tidak diketahui maka disarankan untuk mengoreksi
koefisien tahanan udara
Caa = 0,00007
5. Menghitung Tahanan Kemudi
berdasarkan HARVALD 5.5.27 hal. 132 koreksi untuk
tahanan kemudi mungkin sekitar :
Cas = 0,00004
6. Tahanan Total Dinas
Untuk rute pelayaran Asia Timur diperkirakan sea
marginnya adalah sebesar 15-20%. Sehingga :
Tahanan total = (Cf + Cr + Ca + Caa + Cas) x 0,5 x
p x S x Vs2 x (1+15%)
= 734,279 kN
II.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN POWER MOTOR
Secara umum kapal yang bergerak di media air dengan
kecepatan tertentu, maka akan mengalami gaya hambat
(resistance) yang berlawanan dengan arah gerak kapal
tersebut. Besarnya gaya hambat yang terjadi harus mampu
diatasi oleh gaya dorong kapal (thrust) yang dihasilkan
dari kerja alat gerak kapal (propulsor). Daya yang
disalurkan (PD ) ke alat gerak kapal adalah berasal
dari Daya Poros (PS), sedangkan Daya Poros sendiri
bersumber dari Daya Rem (PB) yang merupakan daya luaran
motor penggerak kapal.
Ada beberapa pengertian mengenai daya yang sering
digunakan didalam melakukan estimasi terhadap kebutuhan
daya pada sistem penggerak kapal, antara lain :
(i) Daya Efektif (Effective Power-PE);
(ii) Daya Dorong (Thrust Power-PT);
(iii) Daya yang disalurkan (Delivered Power-PD);
(iv) Daya Poros (Shaft Power-PS);
(v) Daya Rem (Brake Power-PB);
(vi) Daya yang diindikasi (Indicated Power-PI).
Untuk menentukan besarnya daya motor induk kapal yang
dibutuhkan, yang perlu kita perhitungkan adalah
1. Menghitung EHP (Effective Horse Power)
EHP = Rt dinas x Vs = 6799,43 kW
2. Menghitung DHP (Delivered Horse Power)
a. Menghitung Efisiensi Lambung (ηH)
ηH = (1-t)/(1-w) Menghitung Wake Friction (w) dan Thrust
Deduction (t)
Wake friction atau arus ikut merupakan
perbandingan antara kecepatan kapal dengan
kecepatan air yang menuju ke propeller. Thrust
deduction factor adalah perbandingan antara
Thrust yang dibutuhkan kapal dengan Resistance
kapal. Dengan menggunakan diagram pada buku
Halvard halaman 166 ,maka didapat :
w = 0,308 t = 0,125
maka diperoleh nilai
b. Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr)
Harga ηrr untuk kapal dengan propeller tipe
single screw berkisar 1.0-1.1. (Principal of
Naval Architecture hal 152 ) pada perencanaan
propeller dan tabung poros propeller ini diambil
harga :
ηrr = 1,06
c. Efisiensi Propulsi (ηo)
Adalah open water efficiency yaitu efficiency
dari propeller pada saat dilakukan open water
test.nilainya antara 40-70%. Dari perhitungan
Engine Propeller Matching desain II diperoleh
ηo= 58,6%
ηH =
(1-t)/(1-
w)= 1,264
d. Coeffisien Propulsif (Pc)
Pc = ηH x ηrr x ηo = 0,804
Maka,daya pada baling-baling dihitung dari
perbandingan antara daya efektif dengan koefisien
propulsif, yaitu :
DHP =
EHP/
Pc
=
8669,
503 kW
3. Menghitung Daya pada Poros (SHP)
Untuk kapal yang kamar mesinnya terletak di bagian
belakang akan mengalami losses sebesar 2%,
sedangkan pada kapal yang kamar mesinnya pada
daerah midship kapal mengalami losses sebesar 3%.
(“Principal of Naval Architecture hal 131”). Pada
perencanaan ini, kamar mesin terletak dibagian
belakang, sehingga losses yang terjadi hanya 2%.
`SHP = DHP/ηsηb= 8846,432 kW
4. Menghitung Daya Penggerak Utama (BHP)
a. . BHPscr
Karena rpm yang didapatkan dari mesin
diperkirakan lebih dari 250 rotation/menit, maka
diperlukan gearbox / reduction gear, sehingga ηG
= 0,98
BHPscr
= SHP/ηG
=
9026,9
71 kW
b. BHPmcr
Daya keluaran pada kondisi maksimum dari motor
induk, dimana terdapat allowance yang besarnya
10% atau menggunakan engine margin sebesar 15-
20%.
Daya BHPscr diambil sebesar 85%.
5. Pemilihan Main Engine
Disini akan dibandingkan
tiga merk motor induk yaitu Wartsila, MAN B&W, dan
MaK dimana ketiga motor induk tersebut berdaya
10800 kW
a. Wartsila 9L46F , Max. 600 RPM, SFOC 175 g/kWH
BHPmcr
= BHPscr/0,85
=
10619,9
6 KW
b. MAN B&W L48-60CR, Max 500 RPM, SFOC 175g/kWH
c. MaK 12VM-43C, Max 500 RPM, SFOC 175g/Kwh
MERK KETERANGANWarts
ila
- Dimensi lebih kecil daripada MAN
B&W
- InLine engine
- RPM yang dihasilkan lebih besar,
mengakibatkan diameter propeller yang lebih
kecil, sehingga diperoleh efisiensi propeller
yang kecil. Mengakibatkan meningkatnya
kebutuhan daya penggerak utama
MAN
B&W
- Dimensi memang lebih besar , tetapi RPM
yang lebih kecil dan type InLine Engine
memberikan efisiensi yang lebih bagus
MaK - Dimensi paling kecil
- Type V-Engine
Dari perhitungan dan pertimbangan yang telah
dilakukan, maka dipilihlah main engine MAN B&W L48-60CR
.
MERK MAN B&WTYPE 9L48-60CR
DAYA MAX 10800 kWJUMLAH SILINDER 9 BORE 480 mmPISTON STROKE 600 mmPUTARAN 500 RpmSFOC 175 g/kWh Pemili
han Gearbox
Jenis : ZF
Type :
W 103100
NC
Ratio : 3,583Max. Rated
Power(kW) : 10800
Max. RPM : 500
II.3 PEMILIHAN PROPELLER
Prosedur perancangan propeler dengan menggunakan
bantuan data yang diturunkan dari pengujian-pengujian
model propeler series (Standard Series Open Water Data),
adalah dimaksudkan agar nilai diameter dan pitch yang
optimal dari propeler yang dirancang tersebut dapat
didefinisikan. Adapun prosedur perancangan dengan
menggunakan Bp-δ Diagram sebagai berikut :
Dari perhitungan tahanan kapal didapatkan
didapat :
t = 0,125
w = 0,30
Vs = 18 knot = 9,26 m/s
ρair laut = 1025 kg/m3
Data
KapalTipe Kapal
ContainerDimensi
Utama
Lpp :
151
,4 m
B :
25,
6 m
H :
12,
9 m
T :
8,9
15 m
Cb :
0,6
47 EHP
6799,4
38 kW
Vs : 18 Knot SHP
8846,4
32 kW
9,2
6 m/s DHP
8669,5
03 kW1 m = 3.28084
ft
Membaca diagram Bp
Membaca diagram Bp merupakah langah awal pemilihan
propeller. Secara umum, bisa dikatakan bahwa pembacaan
diagram Bp merupakan langkah untuk mengetahui
“karakteristik” propeller mulai dari RPM, diameter,
kavitasi, efisiensi, sampai “ke-matchingan” propeller
dan engine.
Bp=NpropxSHP
0,5
Va2,5 =25,966
Kemudian nilai tersebut dikonversikan terlebih dahulu
dengan persamaan berikut :
0,1739. Bp1 = 0,886√
Langkah berikutnya adalah memotongkan nilai
0,1739. Bp1√ dengan optimum line, dan didapatkan nilai
dari P/Do dan 1/Jo.
Untuk mendapatkan nilai dari δo, maka digunakan rumus :
(1/Jo)/ 0,009875
Langkah selanjutnya adalah mendapatkan nilai dari Do
dengan persamaan:
Do = Diameter propeler pada kondisi open water
δo = taylor advance coefisien
Untuk nilai Do dalam british unit (ft), maka Va dalam
(knot) dan N dalam rpm. Berikutnya adalah menentukan Db
(Diameter propeller behind the ship). Nilai Db muncul
karena efek perbedaan aliran air pada open water test
dengan kondisi pada saat propeller dipasang dilambung
kapal. Berapa persen pengurangan dapat ditentukan
dengan diagram berikut
(Hawdon, L., Patience, G., Clayton, J.A. The effect
of the wake distribution on the optimum diameter of
marine propellers. Trans. NECIES, NEC100 Conf.,1984)
Dari hasil kemudian kita baca diagram di bawah ini
(dalam hal ini adalah dicontohkan diagram untuk membaca
propeler jenis B4 - 40,untuk jenis propeler yang lain
baca pada diagram masing – masing jenis propelernya)
kemudian kita menemukan nilai P/D0 dan 1/Jo. Cara
pembacaan grafik dapat dilakukan apabila nilai
0,1739.√Bp sudah dihitung, setelah itu maka kita tarik
garik lurus keatas dan memotong lengkung memanjang
(optimum line), kemudian dari titik perpotongan ini
kita tarik garis kekiri atau sejajar dengan garis
horizontal ( menunjuk besarnya P/D ), sehingga nilai
dari P/D dapat diketahui dan dimasukkan ke dalam
tabel. Untuk mendapatkan besarnya nilai 1/J0, dari
perpotongan tadi kita buat garis melengkung mengikuti
lengkung dari grafik 1/J0 sehingga akan diketahui
berapa nilai 1/J0 nya dan dimasukkan ke dalam tabel.
Berikut ini adalah tabulasi dari perhitungan type
propeller yang berbeda
1/Jo δo Do Db Dmx δb 1/JbB6-
95
1,856
718
188,0
22
17,69
162
16,80
704
21,91
601
178,6
209
1,763
882B6-
50
1,823
256
184,6
335
17,37
278
16,50
415
21,91
601
175,4
018
1,732
093B5-
45
1,771
591
179,4
016
16,88
05
16,03
647
21,91
601
170,4
315
1,683
011B4-
85
1,937
8
196,2
329
18,46
421
17,54
1
21,91
601
186,4
213
1,840
91
B4-
55
1,946
891
197,1
535
18,55
084
17,62
33
21,91
601
187,2
959
1,849
547B4-
40
1,976
786
200,1
809
18,83
569
17,89
39
21,91
601
190,1
718
1,877
947B4-
40
1,936
207
196,0
716
18,44
903
17,89
556
21,91
601
190,1
894
1,878
121B3-
35
2,183
333
221,0
97
20,80
376
19,76
357
21,91
601
210,0
422
2,074
167
P/Db η0,910
141
0,567
8370,913
768
0,589
4830,889
041
0,614
426
0,86
0,589
455
0,797
262
0,616
558
0,794
0,607
674
0,8
0,610
5130,729
167
0,621
429
Untuk mendapatkan nilai δb, didapatkan melalui
persamaan :
Lalu didapatkan nilai 1/Jb memelalui persamaan sebagai
berikut :
1/jb = δb x 0,009875
Memotongkan kembali nilai Bp1 dengan 1/Jb, didapatkan
nilai P/Db serta η.
II.4 Menghitung luasan propeller dan kavitasi
Langkah berikutnya adalah menghitung luasan
propeller. Terdapat dua terminologi yaitu Ao dan Ae. Ao
adalah luasan lingkaran area putar propeller. Bisa
dibayangkan luasan satu lingkaran penuh dengan
diameter/jari-jari propeller tertentu. Sedangkan Ae
adalah “expanded blade area”. Luas bentang daun,luas
propeler yang direbahkan. Nilai dari Ae/Ao bergantung
dari propeler yang dipilih, jika yang dipilih adalah
B3-35, maka nilai dari Ae/Ao = 0,35. Langkah berikutnya
adalah menentukan batas kavitasidari propeller yang
didesain menggunakan diagram burril. Untuk membaca
diagram burril maka kita cari nilai dari σ 0.7R dan Tc
hitungan
Ap = luas bayangan propeler pada waktu disinari
cahaya dalam ft2
Ae = Ad Ae disini adalah sama dengan Ad (developed
area)
Vr = relative velocity
n = putaran propeler dalam RPS
D = diameter propeler
nilai σ0,7R ini digunakan untuk mengetahui nilai
angka kavitasi pada diagram burill
h = Jarak sarat air dengan centerline
propeler h = 5,97 m
Vr2=Va2+(0.7+π×n×D )2
Tc= TAp×0,5×ρ×(Vr )2
σ0.7R=188,2+19,62hVa2+(4,836xn2xD2)
Nilai σ 0.7R diplotkan ke kurva merchant ship
propeler. Dan kemudian menghasilkan Tc burril
diagramnya adalah di bawah ini :
Desain hitungan propeller dikatankan akan
mengalami kavitasi jika nilai Tc hitungan lebih besar
dari nilai Tc yang didapat melalui pembacaan diagram
burril. Berikut hasil perhitungan kavitasi propeller.
Ao Ae=Ad Ap Vr^2 Tcal
Ap(m2
)
σ
0.7R TcB6-
95
221,9
46
210,8
487
181,0
3
661,2
62
0,075
743
16,81
823
0,462
189
0,171
209B6-
50
214,0
182
107,0
091
91,78
675
639,1
132
0,154
565
8,527
268
0,478
206
0,174
352B5- 202,0 90,92 78,50 605,7 0,190 7,293 0,504 0,158
45 61 744 763 065 675 597 579 808B4-
85
241,7
539
205,4
908
178,7
893
716,6
022
0,070
77
16,61
007
0,426
498
0,139
216B4-
55
244,0
276
134,2
152
118,7
035
722,9
545
0,105
656
11,02
792
0,422
751
0,163
824B4-
40
251,5
793
100,6
317
89,07
657
744,0
528
0,136
805
8,275
484
0,410
764
0,152
332B4-
40
251,6
259
100,6
504
88,95
479
820,1
308
0,124
284
8,264
171
0,372
661
0,158
205B3-
35
306,8
991
107,4
147
96,67
545
898,6
076
0,104
372
8,981
443
0,340
118
0,151
429Dengan mempertimbangkan Perhitungan kavitasi ini di
coba dihitung untuk semua tipe propeler, dan ketentuan
untuk mengambil keputusan mana propeller yang di pakai
adalah :
1. Diameter propeler yg dipilih harus kurang dari
diameter max
2. Tidak terjadi kavitasi pada propeler
3. Syarat Clearence memenuhi
Kesimpulanya bahwa propeler yang memenuhi sesuai pada
point 15 maka saya pilih propeler dengan spesifikasi
sebagai berikut :
type B4-40 Db 5,45 mP/Db 0,8 ηp 0,6105
n 132,57 Rpmpropeler yang dipilih mempunyai efisiensi yang paling
bagus.
a. Koreksi Besarnya Daya Main Engine dgn Propeller
yang Baru
Menghitung Koefisien Propulsive (PC)ηrr = 1.06 harga ηrr u/ propeller tipe single screw
berkisar antara : 1.0-1.1
Principle of Naval Architecture, page 152
ηo = 0,610513 effisiensi propeller yang dipilih
ηH = (1 – Ɨ )/ (1 – w)= 1,118
PC =
ηrr x ηo
x ηH
= 0,8094
Menghitung Daya Efektif (EHP)EHP = RT x Vs
= 6799,438 kW 1 HP = 0.7457 kW= 9118,195 HP
Menghitung Daya yang Disalurkan (DHP)DHP = EHP/PC
= 8400,671 kW
Menghitung Daya Pada Poros Baling-Baling (SHP)
SHP = DHP/ηsηb
kapal yang mesinnya di
belakang
= 8572,114 kW = 0.98
Menghitung Daya Penggerak Utama (BHP)BHPSCR
= SHP/ηG
= 8747,055 HP
BHPMCR
=
BHPSCR /
0.85 daya SCR besarnya 85% dari MCR= 10170,99 kW
dengan demikian kebutuhan daya masih dapat dipenuhi oleh main engine yang dipilih
diatas.
KESIMPULAN
TYPEJUMLAH
DAUNPITCH RATIO
DIAMETEREFFISIENSI
feet meter
B4-40 4 0,8 17,8956 5,4546 0,6105
II.5 ENGINE PROPELLER MATCHING
Setiap lambung kapal yang dibangun, memiliki
karakteristik tersendiri. Desain propeller mengikuti
desain lambung kapal, bukan sebaliknya, karena tidak
mugkin merubah bentuk lambung kapal yang sudah
dibangun. Hal tersebut tidak mungkin secara ekonomi.
Perhitungan engine propeller matching adalah membaca
hubungan interaksi antara engine, propeller, dan
lambung kapal. Berikut data awal yang digunakan dalam
perhitungan engine propeller matching.
DataPropellerType B4-40
Db5,4544
6 mP/Db 0,8 ηp 0,6105 n 132,57 Rpm
Data MesinJenis : MAN B&W Type : 9L48-60CR
Cylinder : 4Strokes
Daya Max : 10800 kWJml.Sylinder : 9
Bore : 480 mmPistonStroke : 600 mmRPM : 500 RPM
tahanan total kapal pada saat dinas (penambahan margin
15%)
= 734,2803919 kN
Langkah Perhitungan
1. Menghitung Koefisien α
Rt = 0,5 x ρ x Ct x S x vs2
Rt = α x vs2
α = Rt / vs2
α trial = Rt trial / Vs2 α service = Rt service / Vs2
= 7446,3234 =8563,271
97
2. Menghitung koefisien β
β trial =α / ((1-t) (1-w)2
r D2) β service =α / ((1-t) (1-w)2
r D2)
=0,58936
=0,6777645
3. Membuat kurva hubungan KT = βx J2
J J2Kttrial
Ktsservice
0 0 0 0
0,1 0,010,0058
940,0067
78
0,2 0,040,0235
740,0271
11
0,3 0,090,0530
420,0609
99
0,4 0,160,0942
980,1084
42
0,5 0,250,1473
40,1694
41
0,6 0,360,2121
70,2439
95
0,7 0,490,2887
870,3321
05
0,8 0,640,3771
910,4337
69
0,9 0,810,4773
820,5489
89
1 10,5893
60,6777
64
4. Pembacaan diagram open water test
Pembacaan diagram open water test dimulai dengan
memplotkan kurva load propeller ke diagram open water
test. Pada titik perpotongan kurva load propeller
dengan garis KT propeller (ditentukan sebelumnya P/Db =
0,8) ditarik garis lurus vertikal keatas-bawah yang
nantinya akan menunjukkan nilai J propeller. Titik
perpotongan garis J tersebut dengan KQ (0,8) dan juga
kurva efisiensi (0,8) dibaca pada skala disebelah kiri
diagram. Dari situ dapat ditentukan : J KT 10KQ η RPM Propeller
service 0,512 0,169 0,234 0,586 138,4491trial 0,535 0,17 0,225 0,6 132,4971
5. Membuat tabel load kondisi service dan trial, Engine envelop curve
Service Condition
P.mesin rpm Q BHPmcr %BHP V m/s Vknot
100 27,9095724,360
4774,163
47 0,0068671,8666
993,6285
71
150 41,8643654,811
05250,30
17 0,0231762,8000
485,4428
56
200 55,8191597,441
88593,30
78 0,0549363,7333
977,2571
42
250 69,77393152,25
291158,8
04 0,1072974,6667
479,0714
27
300 83,72872219,24
422002,4
14 0,1854095,6000
9610,885
71
350 97,68351298,41
573179,7
59 0,2944226,5334
45 12,7
400 111,6383389,76
754746,4
62 0,4394877,4667
9514,514
28
450 125,5931493,29
956758,1
47 0,6257548,4001
4416,328
57
496,0631 138,4491599,45
899053,1
71 0,8382579,2600
02 18
500 139,5479609,01
179270,4
34 0,8583749,3334
9318,142
85
Trial Condition
P.mesin rpm Q BHPmcr %BHP V m/s Vknot
10027,90957
29823,423
5371,311
030,006602
8731,9505
543,7915
73
15041,86435
94852,702
94240,67
470,022284
6982,9258
315,6873
6
20055,81914
59793,694
11570,48
830,052822
9883,9011
097,5831
46
25069,77393
246146,39
71114,2
350,103169
8984,8763
869,4789
33
30083,72871
895210,81
171925,3
980,178277
5835,8516
6311,374
72
35097,68350
544286,93
823057,4
610,283098
1996,8269
413,270
51
400111,6382
919374,77
644563,9
060,422583
9017,8022
1715,166
29
450125,5930
784474,32
646498,2
180,601686
8438,7774
9417,062
08474,7369
775132,4970
632527,90
827629,8
480,706467
4479,2600
02 18
500139,5478
649585,58
828913,8
790,825359
1819,7527
7118,957
87
Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa untuk service
condition, service speed dicapai pada +/- 83,8% MEP
<memenuhi syarat>
Engine Envelop Table
RPM max limitRPM Engine output514 15%500 100%
Overload limit MCR
RPMEngine output RPM
Engine output
18012,00
% 180 4,467%
20013,00
% 200 5,494%
25017,00
% 250 10,730%
30028,00
% 300 18,541%
35044,00
% 350 29,442%
40065,00
% 400 43,949%
45090,00
% 450 62,575%
500100,0
0% 500 85,837%
Minimum MEP 85%MCR
RPMEngine output RPM
Engine output
180 3,00% 180 3,961%200 3,10% 200 5,282%250 3,90% 250 10,317%300 5,00% 300 17,828%350 6,60% 350 28,310%400 8,60% 400 42,258%
45011,00
% 450 60,169%
51415,00
% 500 82,536%
SPEED POWER PREDICTION
II.6 PERHITUNGAN DIMENSI PROPELLER
Sebelum menentukan ukuran dimensi disain propeller,
berikut ditampilkan data ukuran utama disain
propeller :
Type B4-40 P/Db 0,8 Ae/Ao 0,4 Z 4 D 5,423859203 meterr 2,711929601 meter
Penggambaran propeler design serta penentuan parameter
dimensinya, termasuk juga bentuk blade section; thickness;
panjang chord dari masing-masing blade section, dsb.
Dapat digunakan tabel Wageningen B-Screw Series sebagai
berikut:
Tabel-Dimensi 4 daun dari wageningen B-screw series:
t/D=Ar-BrZ
r/R(C/D)(Z/(Ae/Ao)) a/c b/c Ar Br
0,2 1,662 0,617 0,3500,052
60,004
0
0,3 1,882 0,613 0,3500,046
40,003
50,4 2,050 0,601 0,351 0,040 0,003
Engine RPM
Engine
Output
2 0
0,5 2,152 0,586 0,3550,034
00,002
5
0,6 2,187 0,561 0,3890,027
80,002
0
0,7 2,144 0,524 0,4430,021
60,001
5
0,8 1,97 0,463 0,4790,015
40,001
0
0,9 1,582 0,351 0,5000,009
20,000
5
1 0,000 0,000 0,0000,003
00,000
0(Marine Propeller and Propulsion)
Titik-titik koordinat yang dibutuhkan oleh profil dapat
dihitung dengan formulasi yang diberikan oleh Van Gent
et al (1973) dan Van Oossanen (1974) adalah sebagai
berikut :
Dimana:
- Yface dan Yback merupakan vertical ordinat dari
titik-titik tersebut pada blade section (bagian
face dan bagian back) terhadap pitch line.
- Tmax merupakan maximum blade thicknes, tte:tle
merupakan ketebalan blade section pada bagian
trailing edge serta leading edge. - V1;V2 merupakan angka-angka yang ditabulasikan sebagai
fungsi dari r/R dan P, dimana P sendiri merupakan
koordinat non dimensional sepanjang pitch line darii
posisi ketebalan maksimum ke trailing edge (P= -1).
Tabel harga V1 dan V2 yang digunakan dalam persamaan-
persamaan Yface-Yback adalah sebagai berikut :
Setelah mendapatkan tabel yang berada pada buku
Marine Propellers and Propulsion, maka didapat perhitungan
untuk menentukan nilai komponen-komponen yang dapat
digunakan untuk proeses penggambaran blade section thickness
propeller yaitu sebagai berikut:
Ar
Br
Cr
c a b t Cr-Ar0,901445
0,556192
0,315506
0,198513
0,345254
1,02077
0,625732
0,35727
0,175733
0,395038
1,111891
0,668247
0,390274
0,152953
0,443645
1,167215
0,683988
0,414361
0,130173
0,483227
1,186198
0,665457
0,461431
0,107392
0,520741
1,162875
0,609347
0,515154
0,084612
0,553529
1,0685
0,494716
0,511812
0,061832
0,573785
0,858055
0,301177
0,429027
0,039052
0,556877
0 0 00,016272 0
Setelah kita mendapatkan parameter-parameter diatas
maka kita akan memperoleh gambaran sesuai dengan
gambaran diatas. Langkah selanjutnya adalah mencari
ketebalan propeller disetiap r/R dengan membagi jarak
antara leading edge dengan maximum thickness dan juga
trailing edge dengan maximum thickness sesuai tabel:
Yfacer/R -1 -0,95 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,2
0,20,056099
8440,0522
090,0476
430,0390
480,0311
670,0239
610,0174
690,0117
520,0034
14
0,30,040524
0390,0358
50,0314
560,0234
250,0165
720,0109
480,0066
080,0035
50,0005
8
0,40,022438
180,0183
540,0148
670,0096
360,0060
420,0032
730,0017
740,0006
73 0
0,50,006795
0110,0054
670,0042
960,0024
730,0013
020,0005
210,0001
56 0 00,6 0 0 0 0 0 0 0 0 00,7 0 0 0 0 0 0 0 0 00,8 0 0 0 0 0 0 0 0 00,9 0 0 0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,85 0,9 0,95 10,0007
570,0046
950,00803
070,0124
170,0182
230,0260225
080,0308
870,0363
390,0435
660,0706
710,0003
550,0019
490,00394
970,0066
220,0104
010,0156802
340,0190
240,0231
710,0287
80,0513
67
00,0003
60,00098
190,0020
620,0038
950,0069494
040,0090
880,0118
70,0160
040,0333
59
0 00,00006
970,0002
960,0007
410,0018398
70,0028
60,0043
60,0067
840,0166
36
0 0 0 0 00,0000431
460,0001
580,0004
820,0012
150,0041
020 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Yback
r/R -1 -0,95 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,2
0,20,05609
98440,064914
0,076527
0,099793
0,121192
0,139932
0,156329
0,170245
0,19093
0,30,04052
40390,049908
0,060804
0,082472
0,102417
0,119815
0,135508
0,148793
0,168985
0,40,02243
8180,032197
0,042551
0,06317
0,08313
0,100444
0,116871
0,129383
0,147523
0,50,00679
50110,017834
0,028573
0,048932
0,06821
0,084339
0,098827
0,110074
0,125473
0,6 00,010363
0,020243
0,0385
0,054878
0,068892
0,080866
0,090489
0,103236
0,7 00,008
250,016076
0,03046
0,043152
0,054152
0,063459
0,071074
0,081228
0,8 00,006029
0,011748
0,02226
0,031534
0,039572
0,046374
0,051939
0,059359
0,9 00,003808
0,00742
0,014059
0,019916
0,024993
0,029289
0,032804
0,03749
1 00,001586
0,003092
0,005858
0,008299
0,010414
0,012204
0,013668
0,015621
0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,85 0,9 0,95 10,1954
090,1858
340,1782
820,1688
770,1578
970,1438737
030,1352
720,1242
760,1117
360,0706
710,1727
970,1634
630,1574
990,1497
050,1401
20,1272967
820,1192
530,1093
390,0977
40,0513
670,1499
530,1416
720,1358
790,1287
550,1196
460,1077544
270,1002
380,0910
190,0809
710,0333
590,1276
440,1204
060,1152
010,1084
780,0997
840,0887537
510,0818
910,0739
820,0650
190,0166
360,1051
630,0986
910,0936
580,0872
570,0790
60,0687477
570,0627
860,0555
230,0473
760,0041
020,0827
830,0770
690,0725
090,0668
240,0599
280,0516249
720,0468
960,0414
75 0,0353 00,0604
640,0562
850,0529
680,0488
830,0440
860,0384638
420,0353
160,0319
540,0282
88 00,0383
970,0364
150,0348
840,0330
210,0308
180,0282656
80,0268
540,0253
560,0237
4 00,0156
210,0136
680,0122
040,0104
140,0082
990,0058577
680,0045
150,0030
920,0015
86 0
Top Related