Perhitungan Tahanan Kapal dengan Metode Froude

Transkripsi

1 9/0/0 Perhitungan Tahanan Kapal dengan etode Froude Froude enganggap bahwa tahanan suatu kapal atau odel dapat dipisahkan ke dala dua bagian: () tahanan gesek dan () tahanan sisa. Tahanan sisa ini disebabkan karena pengaruh gaya gravitasi dan gaya inersia, sedangkan tahanan gesek disebabkan karena pengaruh gaya viskositas dan gaya inersia.

2 9/0/0 Jikatahanan sisa dianggap tidak tergantung tahanan gesek aka percobaan odel dapat dilakukan dengan cara berikut. engikuti huku Froude untuk odel berarti: Vs V V dan Vs asing asing adalah kecepatan odel dan kecepatan kapal, dan adalah rasio skala. Gaya gravitasi keudian direduksi ke suatu proporsi tertentu dan gaya viskositas ke proporsi lain. Hal ini tidak akan enibulkan asalah apapun jika gaya viskositas baik untuk odel aupun untuk kapal dapat dihitung kedua duanya. Tahanan total odel T diukur pada sejulah harga kecepatan V. Tahanan ini keudian dipisahkanke daladua bagian T F (4.5) F adalah tahanan gesek dan adalah tahanan sisa odel. Jika F telah dihitung aka harga tahanan sisa dapat dicari dengan Persaaan (4.5).

3 9/0/0 Dengan adanya kesaaangeoetrisdan harga angka Froude yang saa, aka koponen tahanan odel dapat dikonversi ke dala koponen tahanan kapal yang bersangkutan dengan engalikannya dengan skala gaya: 3 F Lg (4.6) diana: F skala gaya tahanan sisa skala assa jenis spesifik L L L skala panjang g skala percepatan karena gravitasi Jika g, aka sesuai dengan Huku Perbandingan Froude 3 (4.7) P L Tahanan gesek kapal dihitung dengan enggunakan asas yang saa dengan waktu enghitung tahanan gesek odel. k aka tahanan total t kapaldapatdihitung dengan: T F F 3 L (4.8) 3 ( F ) (4.9) T F L T F Berdasarkan anggapan yang dipakai oleh Froude aka koefisien gesek untuk pelat dapat dipakai langsung untuk benda yang berbentuk kapal. 3

4 9/0/0 Froude enghitung tahanan gesek dengan ruus n (4.0) F fv ruus ini diubah oleh anaknya,.e. Froude, enjadi f.85 fv Keudian diganti lagi enjadi t V F dala hal ini 0.58 t (5 t).68 L (4.) (4.) (4.3) L adalah panjang odel atau kapal dala eter, t suhu dala derajat celcius, luas perukaan basah dala, dan V kecepatan dala /det. adalah berat jenis air dala kg/ 3. st odel yang dipakai epunyai perukaan yang ulus dan koefisien gesek yang dipakai adalah koefisien gesek untuk perukaan ulus. Untukkapaldapat dipakai koefisien gesek perukaan kasar. uus yang diberikan untuk t tadi eperhitungkan hal ini. Perlu pula disebutkan disini bahwa koefisien gesekan perukaan enurut Froude untuk panjang yang besar dan kecepatan yang tinggididapat secara ekstrapolasi sapai ke panjang dan kecepatan tersebut. Panjang dan kecepatan yang deikian ini jauh elebihi yang dipakai percobaan. elain itu, tahanan tekanan juga disertakan dala tahanan sisa, sekalipun dala kenyataannya tahanan tekanan itu sangat tergantung pada sifat kekentalan fluida. st 4

5 9/0/0 Keleahan etoda Froude antara lain adalah:. Tahanan gesek berdasarkan hasil percobaan pada pelat datar sehingga engabaikan faktor bentuk dari kapal (tebal lapisan batas tidak saa, kecepatan partikel air disepanjang badan kapal tidak saa).. Tidak eperhitungkan adanya peisahan aliran yang terjadi pada kapal. 3. Tidak eperhitungkan pengaruh gelobang disepanjang badan kapal yang tibul ketika kapal bergerak aju. kli ekalipun adanya kl keleahan tersebut, t asas Froude yang eisahkan tahanan ke dala dua bagian itu asih erupakan asas yang paling banyak dipakai di tangki percobaan di seluruh dunia. Tetapi, dewasa ini hanya sedikit tangki percobaan yang eakai ruusgesekan dan koefisien yang diberikan oleh.e. Froude. Langkah uu etoda Froude:. odel dibuat dengan angka Froude saa V L V L. Tahanan odel didapat dari hasil percobaan = T 3. Tahanan gesek odel dihitung dengan forula = F 4. Tahanan sisa odel T F 5. Koefisien tahanan sisa odel = koefisien tahanan sisa kapal V 6. Tahanan sisa kapal = 3. V diana = assa jenis air laut = assa jenis air tawar L = skala panjang L 7. Tahanan gesek kapal dihitung dengan forula 8. Tahanan total kapal T F F 5

6 9/0/0 ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Diketahui data kapal dan odel sebagai berikut: KAPAL ODEL L WL () B () 8.30 T () 7.98 Luas penapang basah ( ) 360. Kerapatan assa fluida (r) (kg/ 3 ) Dari hasil percobaan didapat: Kecepatan odel =.735 /dt Tahanan total odel = kg Teperatur air tangki = 0 0 Teperatur air laut = 5 0 Tentukan / hitung tahanan total kapal! etric- Unit ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Penyelesaian:.85 V F 000 diana: F = Tahanan gesek (kg gaya) = Luas perukaan basah ( ) V = Kecepatan (/dt) = Berat jenis air (kg/ 3 ) f = Koefisien tahanan gesek untuk teperatur L L = Panjang odel / kapal () faktor koreksi koefisien tahanan gesek untuk teperatur berbeda dengan 5 0 : 0.58 ' T T.68 L kala panjang gelobang odel: L L etric- Unit 6

7 9/0/0 ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Penyelesaian: (ont d) Luas basah penapang odel: odel dan kapal dibuat dengan bilangan Froude yang saa: V V V /dt V gl gl (a) Tahanan gesek odel (odel Froude):.85 F V 000 Koefisien tahanan gesek odel dihitung dengan forula Le Besnerais pada teperatur 0 0 : T.68 L x etric- Unit ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Penyelesaian: (ont d) Tahanan gesek odel adalah:.85 F V x0.73 F 7.5x F kg (b) Tahanan sisa odel: T F T F kg Koefisien tahanan sisa odel: V (c) Tahanan gesek untuk kapal : F V etric- Unit 7

8 9/0/0 ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Penyelesaian: (ont d) Koefisien tahanan gesek odel dihitung dengan forula Le Besnerais pada teperatur 5 0 : L x Tahanan gesek odel adalah:.85 F V x F 360. x F 4500kg.85 (d) Tahanan sisa kapal : odel dibuat berdasarkan bilangan Froude yang saa, aka: V etric- Unit ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Penyelesaian: (ont d) Tahanan sisa kapal :. V.. V (e) Tahanan total kapal : V kg =95.6 kg 000 T F kg etric- Unit 8

9 9/0/0 ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Diketahui data kapal dan odel sebagai berikut: Kapal odel L WL (ft) 408,0000 0,40 B (ft) 50,853 T (ft) 6,404 Luas penapang basah (ft ) 5598,00 Kerapatan assa fluida,9905,9384 Dari hasil percobaan didapat: Kecepatan odel = 3,5 knot Tahanan total odel = 7,4 lbs Teperatur air tangki = 65 0 F Tentukan / hitung tahanan total kapal! British- Unit ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Penyelesaian: 0, 4 kala panjang odel = = 408 = 0 Luas penapang basah odel = , ft odel dan kapal dibuat dengan bilangan Froude saa: V gl V gl V V 3,5. 0 5,65 knot (a) Tahanan Gesek odel (odel froude) F f,85.. V Koefisien tahanan dihitung dengan forula Le Besnerais pada teperature 55 0 F: 0,053 0,053 f 0,0087 0,0087 0,0055 8,8 L 8,8 0,4 British- Unit 9

10 9/0/0 ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Penyelesaian: (ont d) Teparature air tangki = 65 0 F 0 0 koreksi koefisien tahanan gesek 0,4 65 F 55 F %,4 aka, koefisien tahanan gesek pada 65 0 F adalah: f 00%,4% 0,055 0, 0073 Tahanan gesek odel adalah:,85 0,007363,9953,5 6,468 lbs F % (b) Tahanan sisa odel: T F T F 7,4 6,468 0,93 lbs Koefisien tahanan sisa odel: V British- Unit ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Penyelesaian: (ont d) (c) Tahanan gesek kapal Fs,85 f V Fs s s s 0,053 0,053 f s 0,0087 0,0087 0, ,8 L 8,8 408 s Teperatur perairan tepat operasi kapal = 59 0 F 0 0 koreksi koefisien tahanan gesek 0,459 F 55 F % 0, 96 F s 00 0,96% x0, , ehingga, Tahanan gesek kapal :,85 Fs 0, , , 4lbs Fs, (d) Tahanan sisa kapal s odel dibuat berdasarkan bilangan Froude yang saa, aka: s V British- Unit 0

11 9/0/0 ontoh Perhitungan Dengan etoda Froude: Penyelesaian: (ont d) Tahanan sisa kapal: s V V V, , ,4 lbs,9384 e (e) Tahanan total kapal T T F 7656, ,4 4565,64 lbs British- Unit Perhitungan Tahanan Kapal dengan etode etoda ITT 957

12 9/0/0 etoda ITT 957 adalah etoda yang didasarkan pada asas Froude dan garis korelasi odel kapal ITT 957. Koefisien tahanan gesek F disepakati sebagai: F 0,075 log 0 n Koefisien tahanan total odel T ditentukan dari pengujian di tangki tahanan total odel percobaan dan dengan ruus berikut: T T V kecepatan aju odel luas perukaan basah odel assa jenis fluida tangki percobaan. Koefisien tahanan sisa odel adalah: T F Koefisien penabahan tahanan dianggap bervariasi terhadap Untuk pengujian odel dengan ukuran kapal angka sebagai Froude berikut: Displaceent yang saa dengan kapal, A Koefisien tahanan total kapal yang perukaannya ulus adalah: T F Koefisien tahanan total kapal: T F,000 t 0,6 x 0-3 0,000 t 0,4 x ,000 t 0,000,000 t -0,6 x 0-3 Banyak galangan kapal yang enggunakan koefisien penabahan tahanan dengan nilai tetap, yaitu 0,4 x 0 3. A koefisien penabahan tahanan untuk korelasi odel-kapal yang juga eperhitungkan pengaruh kekasaran perukaan odel.

13 9/0/0 3