JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2012 P3 ANALISA PENGARUH VARIASI SUDUT RAKE, JUMLAH DAUN DAN PUTARAN PROPELLER TERHADAP THRUST DENGAN MENGGUNAKAN PENDEKATAN SINGLE ROTATING REFERENCE FRAME METODE (CFD)
PENDAHULUAN METEDOLOGI PROSES PEMBUATAN MODEL HASIL SIMULASI KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA
LATAR BELAKANG Desain propeller: propeller thrust propeller torque diameter propeller putaran propeller, sudut rake Sudut Rake yang lebih progresif dapat menahan dan mengontrol air dengan lebih baik, meningkatkan gaya dorong (Thrust) ke belakang Perkembangan penelitian mengenai desain propeller sudah banyak dilakukan dengan pendekatan CFX diperlukan analisa ulang menggunakan Single Rotating Reference Frames
RUMUSAN MASALAH Bagaimana hubungan antara Sudut Rake, jumlah daun dan putaran terhadap thrust? Seberapa optimum besar Sudut Rake pada propeller tersebut? TUJUAN Untuk mengetahui hubungan antara Sudut Rake jumlah daun dan putaran terhadap thrust. Untuk mengetahui besar Sudut Rake yang optimum pada propeller tersebut.
BATASAN MASALAH 1. Propeller yang dianalisa adalah jenis B-series diameter 3 m. 2. Jumlah blade 3,4,5. 3. Sudut Rake yang dipakai 0 o, 5 o, 10 o,15 o 4. Putaran propeller 1.8, 2.1, 2.4, 2.7 dan 3.0 rps 5. Pitch Ratio 0.6 6. Simulasi menggunakan software ANSYS CFD dengan metode Single Rotating Reference Frames
Garis dari titik-titk koordinat propeller Surface dari satu blade plopeller Blade yang sudah dirotate Propeller 3 blade beserta boss Hasil meshing seluruh part Hasil meshing blade dan boss Propeller yang sudah diberi domain
Kontur tekanan face dan back pada blade 3 rake 15 O 1.8 rps face back Kontur tegangan geser face dan back pada blade 3 rake 15 O 1.8 rps face back
PROPELLER B-SERIES 3 BLADE RAKE RPS THRUST (kn) TORQUE (knm) EFFISIENSI 1.8 567.51 156.07 0.7282 2.1 504.19 139.14 0.6219 0 5 10 15 2.4 430.57 119.45 0.5414 2.7 347.14 97.11 0.4772 3.0 253.89 72.14 0.4228 1.8 600.11 165.04 0.7281 2.1 547.32 151.01 0.6221 2.4 486.42 134.81 0.5419 2.7 417.38 116.44 0.4785 3.0 340.23 95.90 0.4262 1.8 625.77 172.09 0.7281 2.1 581.74 160.47 0.6222 2.4 530.95 147.05 0.5422 2.7 473.38 131.83 0.4793 3.0 409.05 114.81 0.4280 1.8 646.18 177.70 0.7281 2.1 608.96 167.95 0.6223 2.4 566.01 156.68 0.5425 2.7 517.33 143.90 0.4799 3.0 462.94 129.61 0.4291
Hubungan antara variasi rake dan thrust pada propeller 3 blade
Hubungan antara variasi rps dan thrust pada propeller 3 blade (nilai koefesien advanced berbeda)
Kontur tekanan face dan back pada blade 4 rake 15 O 1.8 rps face back Kontur tegangan geser face dan back pada blade 4 rake 15 O 1.8 rps face back
PROPELLER B-SERIES 4 BLADE RAKE RPS THRUST (kn) TORQUE (knm) EFFISIENSI 1.8 586.64 161.58 0.7270 0 5 10 15 2.1 532.75 147.31 0.6207 2.4 470.57 130.83 0.5402 2.7 400.09 112.14 0.4763 3.0 321.32 91.23 0.4231 1.8 605.27 166.72 0.7270 2.1 557.60 154.17 0.6208 2.4 502.59 139.67 0.5404 2.7 440.24 123.22 0.4770 3.0 370.57 104.82 0.4247 1.8 620.44 170.86 0.7271 2.1 578.10 159.76 0.6211 2.4 529.24 146.94 0.5409 2.7 473.88 132.40 0.4778 3.0 411.99 116.13 0.4262 1.8 630.38 173.54 0.7274 2.1 591.87 163.48 0.6214 2.4 547.45 151.86 0.5414 2.7 497.11 138.68 0.4785 3.0 440.84 123.93 0.4274
Hubungan antara variasi rake dan thrust pada propeller 4 blade
Hubungan antara variasi rps dan thrust pada propeller 4 blade (nilai koefesien advanced berbeda)
Kontur tekanan face dan back pada blade 5 rake 15 O 1.8 rps face back Kontur tegangan geser face dan back pada blade 5 rake 15 O 1.8 rps face back
PROPELLER B-SERIES 5 BLADE RAKE RPS THRUST (kn) TORQUE (knm) EFFISIENSI 1.8 610.90 168.10 0.7277 0 5 10 15 2.1 567.11 156.57 0.6217 2.4 516.59 143.22 0.5417 2.7 459.32 128.13 0.4786 3.0 396.30 111.49 0.4271 1.8 618.38 170.13 0.7278 2.1 577.06 159.26 0.6219 2.4 529.39 146.71 0.5419 2.7 475.36 132.48 0.4790 3.0 414.99 116.56 0.4278 1.8 624.53 171.77 0.7280 2.1 585.36 161.48 0.6222 2.4 540.17 149.59 0.5423 2.7 488.95 136.11 0.4796 3.0 431.71 121.03 0.4286 1.8 626.13 172.14 0.7284 2.1 588.02 162.11 0.6226 2.4 544.05 150.55 0.5427 2.7 494.22 137.40 0.4802 3.0 438.53 122.72 0.4293
Hubungan antara variasi rake dan thrust pada propeller 5 blade
Hubungan antara variasi rps dan thrust pada propeller 5 blade (nilai koefesien advanced berbeda)
1.Hubungan antara sudut rake dengan thrust berbanding lurus, semakin besar sudut rake maka thrust yang dihasilkan semakin tinggi. 2.Hubungan antara putaran dengan thrust pada kondisi (j) koevesien advanced berbeda berbanding terbalik, semakin tinggi putaran maka thrust yang dihasilkan semakin rendah. 3. Thrust terbesar terdapat pada propeller 3 blade 15 0 rake pada putaran 1.8 rps dengan nilai 646.18 kn.
4. Thrust terendah terdapat pada propeller 3 blade 0 0 rake pada putaran 3 rps dengan nilai 253 kn. 5. Pada propeller 3 blade sudut rake yang paling optimal adalah sudut rake 0 0 dengan effisiensi yang terbesar yaitu 0.7282 6. Pada propeller 4 blade sudut rake yang paling optimal adalah sudut rake 15 0 dengan effisiensi yang terbesar yaitu 0.7274 7. Pada propeller 5 blade sudut rake yang paling optimal adalah sudut rake 15 0 dengan effisiensi yang terbesar yaitu 0.7284
Data yang didapatkanakan lebih akurat jika jumlah variasi diperbanyak. Jumlah meshing diperbanyak sehingga bisa lebih akurat Jumlah iterasi lebih diperbanyak sehingga bisa mendapatkan hasil yang lebih maksimal.
BBlades, 2011, BBlades Professional Propeller, <URL: http://www.bblades.com/info/props101.cfm> Carlton, J. S., 2007, Marine Propellers and Propulsion: Second edition. Elsevier Ltd. Dave, Gerr, 2001, The Propeller Handbook: The Complete Reference for Choosing, Installing, and Understanding Boat Propellers, McGraw-Hill Professional. J. P. Ghose, R. P. Gokarn. 2004. Basic ship propulsion. Allied Publishers. Propline, 2011, Propeller General Information, <URL: http://www.propline.com/propellergeneralinformation/propeller_termin ology.htm> Schoenherr, K.E. 1963. Formulation of Propeller Blade Strength. SNAME Spring Meeting. W.Adji, Surjo. 2005. Engine Propeller Matching. Surabaya. Tugas akhir Syafiudin ( 4206 100 051 ). 2010 Tugas akhir M. Fajar Rosyadi ( 4206 100 033 ). 2011 Tugas akhir Wisnu Cahyaningati (4207 100 103). 2011