Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

BAB PENDAHULUAN 1 Propeller merupakan bentuk alat penggerak kapal yang paling umum digunakan dalam menggerakkan kapal. Sebuah propeller yang digunakan dalam kapal mempunyai bagian daun baling baling ( blade ) yang menjorok kearah tertentu dari hub atau bos. Bos ini dipasang pada poros yang digerakkan oleh mesin penggerak utama kapal. Sebuah kapal berjalan dengan menggunakan suatu daya dorong yang dalam istilahnya disebut sebagai thrust. Daya dorong tersebut dihasilkan oleh suatu motor atau engine yang ditransmisikan melalui suatu poros (sistem transmisi yang banyak digunakan) kemudian daya tersebut disalurkan ke propeller. Daya dorong yang ditransmisikan tersebut dalam menggerakkan kapal akan sangat dipengaruhi oleh bagaimana kita mendesain propeller itu sendiri. Semakin baik desainnya baik dari segi bentuk, effisiensi, jumlah daun, dan lain sebagainya maka akan semakin besar daya dorong yang akan dihasilkan. Untuk mendesain propeller pertama-tama kita harus tahu dulu ukuran utama daripada kapal yang akan ditentukan atau direncanakan propellernya tersebut. Kemudian dari data itu kita menghitung tahanan total dari kapal. Dalam laporan ini metode yang digunakan untuk menghitung tahanan total kapal adalah metode Harvald. Langkah-Langkah Pengerjaan Tugas Gambar 1. Pemilihan motor penggerak utama Perhitungan tahanan kapal. Perhitungan daya motor penggerak utama kapal. Pemilihan motor penggerak utama kapal. 2. Perhitungan dan penentuan type propeler. Perhitungan type propeller Perhitungan kavitasi Perhitungan dimensi gambar propeler 3. Perhitungan dan penentuan sistem perporosan Perhitungan diameter poros propeller Perhitungan perlengkapan propeller Syukry Maulidy 4207 100 079 1

BAB II PERHITUNGAN DAYA KAPAL DAN PEMILIHAN MESIN INDUK 2 Tujuan dari pemilihan motor penggerak utama kapal adalah menentukan jenis serta type dari motor penggerak utama kapal yang sesuai dengan kebutuhan kapal. Kebutuhan ini didasarkan dari besarnya tahanan kapal yang diakibatkan oleh beberapa faktor diantaranya dimensi utama kapal serta kecepatan dan rute kapal yang diinginkan. Langkah langkah dalam pemilihan motor penggerak utama kapal antara lain : 1. Menghitung besarnya tahanan kapal. 2. Menghitung besarnya kebutuhan daya motor penggerak utama kapal. 3. Menentukan jenis dan type dari motor penggerak utama kapal. 2.1 PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL Definisi dari tahanan kapal adalah gaya fluida yang bekerja pada kapal sedemikian rupa sehingga melawan gerakan kapal tersebut. Pada perhitungan tahanan, pertama ditentukan dulu koefisien masing-masing tahanan yang diperoleh dari diagram dan tabel. Pedoman dalam perhitungan merujuk pada buku tahanan dan propulsi kapal (Sa. Harvald) Data utama kapal : Nama Tipe : : TANKER Dimensi Utama kapal : LPP : 123 meter LWL : 127.92 meter B : 20.2 meter H : 11.5 meter T : 8.8 meter Cb : 0.71 Vs : 14 Knots Rute Pelayaran Radius pelayaran : SEMARANG-RIAU : 900 Nautical mil Syukry Maulidy 4207 100 079 2

2.1.1 UNIT dan SIMBOL 2.1.1.1 DIMENSI UTAMA B Breadth H Depth T Draft TF Draught on fore perpendicular TA draught on after perpendiculer LPP Length between perpendicular LDISP Length of displacement LWL Length on water line LOA Length over all VS Service speed VT Trial speed LCB Longitudinal center of bouyancy 2.1.1.2 KOEFISIEN UTAMA CW Water plane coefficient CM Midship coefficient CB Block coeeficient CP Prismatic coefficient 2.1.1.3 TAHANAN METODE HOLTROP Rn Reynold number CF friction coefficient Fn Froude number CSTERN Stern shape parameter (1+K1) Form factor of the hull S Wetted surface area RF(1+K1) Viscous resistance DBOSS Boss diameter SBOSS Boss area SKEMUDI Rudder area SAPP Appendage surface area (1+K2)eq appendage resistance factor RAPP Appendage resistance ie Half angle of entrance hb Position of the centre of the transverse area ABT above the keel RW Wave resistance PB Measure of the emmergence of the bow Fni Froude number based on bulb immersion RB Additional pressure resistance of bulbous bow near the water FnT Froude number based on transom immersion RTR Additional pressure resistance due to transom immersion CA Correlation allowance coefficient RA Model ship correlation resistance Syukry Maulidy 4207 100 079 3

2.1.2 LANGKAH PERHITUNGAN a. Menghitung volume displacement = Lwl x B x T x Cb wl b. Menghitung berat displacement = x ρ air laut c. Menghitung Frictional Resistance According to the ITTC Formula (RF) a. Menghitung LR LR = L(1-CP+0.06CPLCB/(4CP-1)) b. Menentukan nilai CSTERN sesuai dengan nilai yang ditentukan pada tabel Cstern afterbody form -25 barge shaped form -10 V-shaped sections 0 normal shape of after body 10 U-shaped sections (with hogner stern) c. Menghitung nilai C14 C14 = 1 + 0.011 Cstern d. Menghitung nilai (1+K1) (1+K1) = 0.93+0.487118 C14 (B/L) 1.06806 (T/L) 0.46106 (L/LR) 0.121563 (L 3 / ) 0.36486 (1-CP) -0.604247 e. Menghitung nilai S S = L (2T+B) ( CM) (0.453 + 0.4425CB - 0.2862CM - 0.003467B/T + 0.396CWP) + 2.38ABT/CB f. Menghitung nilai Rn Rn = V x L / u g. Menghitung nilai CF CF = 0.075 / (Log10 Rn -2 ) 2 Syukry Maulidy 4207 100 079 4

h. Menghitung Frictional Resistance According to the ITTC Formula (RF) RF(1+K1)= 0.5 salt water V 2 CF (1+k1) S d. Menghitung Appendage Resistance (RAPP) Approximate 1+k2 values 1.5-3.0 rudder behind skeg 1.3-1.5 ruder behind stern 2.8 twin-screw balance rudders 3 shaft bracket 1.5-2.0 skeg 3 strut bossing 2 hull bossing 2.0-4.0 shafts 2.8 stabilizer fins 2.7 dome 1.4 bilge keel a. Menghitung nilai (1+K2)eq (1+K2)eq= (1+k2)SAPP/ SAPP b. Menghitung nilai Appendage Resistance (RAPP) RAPP = 0.5 ρ V 2 SAPP (1+K2)eq CF e) Menghitung Wave Resistance (Rw) a. Menghitung nilai C7 B/L < 0.11 C7 = 0.229577 (B/L) 0.33334 0.11 < B/L < 0.25 C7 = B/L B/L > 0.25 C7 = 0.5 0.0625 L/B b. Menghitung nilai ie ie = 1 + 89 exp {-(L/B) 0.80856 (1-CWP) 0.30484 (1-CP-0.0225LCB) 0.6367 (LR/B) 0.34574 (100 /L 3 ) 0.16302 } Syukry Maulidy 4207 100 079 5

c. Menghitung nilai C1 C1 = 2223105 C7 3.78613 (T/B) 1.07961 (90-iE) -1.37566 d. Menghitung nilai C3 C3 = 0.56 ABT 1.5 / { B T (0.31( ABT) +TF-hB)} e. Menghitung nilai C2 C2 = exp(-1.89( C3)) f. Menghitung nilai C5 C5 = 1-0.8 AT / (B T CM) g. Menghitung nilai C17 C17 = 6919.3 CM -1.3346 ( /L 3 ) 2.00977 ((L/B)-2) 1.40692 h. Menghitung nilai L/B < 12 = 1.446 CP - 0.03 L/B L/B > 12 = 1.446 CP - 0.037 i. Konstanta d d = -0.9 j. Menghitung nilai C16 CP < 0.8 C16 = 8.07981 CP - 13.8673 CP 2 + 6.984388 CP 4 CP > 0.8 C16 = 1.73014 0.7067 CP k. Menghitung nilai m1 m1 = 0.0140407 L/T - 1.75254 1/3 /L - 4.79323 B/L - C16 l. Menghitung nilai C15 L 3 / 512 C15 = -1.6939 512 < L 3 / < 1727 C15 = (-1.69385) + (L 3 / 1/3-8.0) / 2.37 L 3 / > 1727 C15 = 0 m. Menghitung nilai m2 m2 = C15 CP 2 exp (-0.1Fn -2 ) n. Menghitung nilai m3 m3 = (-7.20335) (B/L) 0.326869 (T/B) 0.605375 Syukry Maulidy 4207 100 079 6

o. Menghitung nilai m4 m4 = C15 0.4 exp (-0.034Fn -3.29 ) p. Menghitung nilai Wave Resistance (Rw) Fn < 0.4 RW-A0.4 = C1 C2 C5 ρ g exp { m1 Fn d + m2 cos (λ Fn -2 ) } 0.4 < Fn < 0.55 RW = RW-A0.4 + (10Fn - 4) ( RW-B0.55 - RW-A0.4) / 1.5 Fn > 0.55 RW-B0.55 = C17 C2 C5 ρ g exp { m3 Fn d + m4 cos ( λ Fn -2 ) } f) Menghitung Additional Pressure Resistance of Bulbous Bow near the Water Surface (RB) a. Menghitung nilai PB PB = 0.56 ABT / ( TF - 1.5 hb ) b. Menghitung nilai Fni Fni = V / ( g ( TF - hb - 0.25 ABT ) + 0.15 V 2 ) c. Menghitung nilai Additional Pressure Resistance of Bulbous Bow near the Water Surface (RB) RB = 0.11 exp (-3PB -2 ) Fni 3 ABT 1.5 ρ g / ( 1+ Fni 2 ) g) Menghitung Additional Pressure Resistance due to Transom Immersion (RTR) a. Menghitung nilai FnT FnT = V / ( 2 g AT / ( B + B CWP ) ) b. Menghitung nilai C6 FnT < 5 C6 = 0.2 ( 1-0.2 FnT ) FnT 5 C6 = 0 c. Menghitung nilai Additional Pressure Resistance due to Transom Immersion (RTR) RTR = 0.5 ρ V 2 AT C6 h) Menghitung Model Ship CorrelatIon Resistance (RA) a. Menghitung nilai C4 TF/L 0.04 C4 = TF /L TF/L > 0.04 C4 = 0.04 Syukry Maulidy 4207 100 079 7

b. Menghitung nilai CA CA = 0.006 ( L + 100 ) -0.16-0.00205 + 0.003 ( L / 7.5 ) CB 4 C2 ( 0.04 - C4 ) c. Menghitung nilai Model Ship CorrelatIon Resistance (RA) RA = 0.5 ρ V 2 S CA i) Menghitung Total ship Resistance (RT) RT = RF (1+K1) + RAPP + RW + RB + RTR + RA 2.1.3 DETAIL PERHITUNGAN a) VOLUME DISPLASEMENT ( ) = Lwl x B x T x Cb wl = 127.92 x 20.2 x 8.8 x 0.71 = 16133.4 m 3 (Handout mata kuliah Teori Bangunan Kapal) b) DISPLASEMENT KAPAL ( ) = x ρ air laut = 16133.4 x 1.025 = 16536.7 ton (Handout mata kuliah Teori Bangunan Kapal) c) Frictional Resistance According to the ITTC Formula (RF) LR = L(1-CP+0.06CPLCB/(4CP-1)) = 127.92 (1-0.719 + 0.06 x 0.719 x 0.047 /(4 x 0.719-1)) Cstern = 0 = 36.0326 m (An approximate power prediction method, page 7) Cstern afterbody form -25 barge shaped form -10 V-shaped sections 0 normal shape of after body 10 U-shaped sections (with hogner stern) (An approximate power prediction method, page 7) Syukry Maulidy 4207 100 079 8

C14 = 1 + 0.011 Cstern = 1 + 0.011 x 0 = 1 (An approximate power prediction method, page 7) (1+K1) = 0.93+0.487118 C14 (B/L) 1.06806 (T/L) 0.46106 (L/LR) 0.121563 (L 3 / ) 0.36486 (1-CP) -0.604247 = 0.93+0.487118 x 1 (20.2/127.92) 1.06806 (8.8/127.92) 0.46106 (127.92/36.0326) 0.121563 (127.92 3 /16133.4) 0.36486 (1-0.719) -0.604247 = 1.22302 (An approximate power prediction method, page 7) S = L (2T+B) ( CM) (0.453 + 0.4425CB - 0.2862CM - 0.003467B/T + 0.396CWP) + 2.38ABT/CB = 127.92 (2 x 8.8 +20.2) ( 0.986) (0.453 + 0.4425 x 0.71-0.2862 x 0.986 0.003467 x 20.2/8.8 + 0.396 x 0.799 ) + 2.38 x 0 / 0.71 = 3808.07 m 2 (An approximate power prediction method, page 1) Rn = V x L / u = 7.202 x 127.92 / (1.18831 x 10-6 ) = 775242716.1 (Ship resistance and propulsion, page 5) CF = 0.075 / (Log10 Rn -2 ) 2 = 0.075 / (Log10 (775242716.1) 2 ) 2 = 0.00158 (Ship resistance and propulsion, page 8) RF(1+K1) = 0.5 salt water V 2 CF (1+k1) S = 0.5 x 1.025 x 7.202 2 x 0.00158 x 1.22302 x 3808.07 = 195.607 Kn Syukry Maulidy 4207 100 079 9

d) Appendage Resistance (RAPP) Approximate 1+k2 values 1.5-3.0 rudder behind skeg 1.3-1.5 ruder behind stern 2.8 twin-screw balance rudders 3 shaft bracket 1.5-2.0 skeg 3 strut bossing 2 hull bossing 2.0-4.0 shafts 2.8 stabilizer fins 2.7 dome 1.4 bilge keel 1 + K2 Rudder = 1.5 Bossing = 2 (An approximate power prediction method, page 2) SAPP DBOSS = 0.12 x T = 0.12 x 8.8 = 1.056 m SBOSS = 1.5 D 2 = 1.5 x 3.14 x 1.056 2 = 2.25229 m 2 SKEMUDI = c1.c2.c3.c4(1.75.l.t/100) = 1 x 1 x 1 x 1 (1.75 x 127.92 x 8.8 / 100) = 19.6997 m 2 c1 untuk faktor tipe kapal 1.0 untuk kapal umum 1.7 untuk tug dan trawler 0.9 untuk japal bulk carrier dan tanker dengan displacement >50.000 ton c2 untuk faktor tipe rudder 1.0 untuk kapal umum 0.9 semi spade rudder 0.8 untuk double rudder Syukry Maulidy 4207 100 079 10

0.7 untuk high lift rudder c3 untuk faktor profil rudder 1.0 untuk NACA-profil dan plat rudder 0.8 untuk hollow profil c4 untuk rudder arrangement 1.0 untuk rudder in the propeller jet 1.5 untuk rudder outside the propeller jet SAPP = SBOSS + SKEMUDI = 5.25229 + 19.6997 = 24.952 m 2 type of appendage SAPP m2 1 + K2 SAPP (1+K2) rudder 19.700 1.50 29.550 bossing 5.252 2.00 10.505 24.952 3.500 40.054 (1+K2)eq = (1+k2)SAPP/ SAPP = 40.054 / 24.952 = 1.60525 (An approximate power prediction method, page 2) RAPP = 0.5 ρ V 2 SAPP (1+K2)eq CF = 0.5 x 1.025 x 7.202 2 x 1.60525 x 0.00158 = 1.68226 kn (An approximate power prediction method, page 2) e) Wave Resistance (Rw) Fn = V / ( g x L ) = 7.202 / ( 9.8 x 127.92 ) = 0.203 (Ship resistance and propulsion, page 8) Syukry Maulidy 4207 100 079 11

C7 B/L = 20.2 / 127.92 = 0.158 C7 = B/L = 0.158 (An approximate power prediction method, page 8) ie = 1 + 89 exp {-(L/B) 0.80856 (1-CWP) 0.30484 (1-CP-0.0225LCB) 0.6367 (LR/B) 0.34574 (100 /L 3 ) 0.16302 } = 1 + 89 exp {-(127.92/20.2) 0.80856 (1-0.799) 0.30484 (1-0.719-0.0225 x 0.047) 0.6367 (36.03/20.2) 0.34574 (100 x 16133.4/127.92 3 ) 0.16302 } = 22.54 (An approximate power prediction method, page 2) C1 = 2223105 C7 3.78613 (T/B) 1.07961 (90-iE) -1.37566 = 2223105 x 0.158 3.78613 (8.8/20.2) 1.07961 (90-22.54) -1.37566 = 2.54845 (An approximate power prediction method, page 8) C3 = 0.56 ABT 1.5 / { B T (0.31( ABT) +TF-hB)} = 0.56 x 0 1.5 / { 20.2 x 8.8 (0.31( 0) +8.8-0)} = 0 (An approximate power prediction method, page 8) C2 = exp(-1.89( C3)) = exp(-1.89( 0)) =1 (An approximate power prediction method, page 8) C5 = 1-0.8 AT / (B T CM) = 1-0.8 0 / (20.2 x 8.8 x x 0.986) = 1 L/B = 127.92 / 20.2 (An approximate power prediction method, page 8) = 6.33267 = 1.446 CP - 0.03 L/B = 1.446 x 0.719 0.03 x 127.92 / 20.2 = 0.85027 (An approximate power prediction method, page 8) Syukry Maulidy 4207 100 079 12

d = -0.9 C16 Cp = 0.719 (An approximate power prediction method, page 8) C16 = 8.07981 CP - 13.8673 CP 2 + 6.984388 CP 4 = 8.07981 x 0.719-13.8673 x 0.719 2 + 6.984388 x 0.719 4 = 1.23618 (An approximate power prediction method, page 8) m1 = 0.0140407 L/T - 1.75254 1/3 /L - 4.79323 B/L - C16 = 0.0140407 127.92 / 8.8-1.75254 16133.4 1/3 / 127.92-4.79323 20.2 / 127.92 1.23618 = - 2.1352 (An approximate power prediction method, page 8) C15 L 3 / = 127.92 3 / 16133.4 =129.745 C15 = -1.6939 (An approximate power prediction method, page 8) m2 = C15 CP 2 exp (-0.1Fn -2 ) = -1.6939 x 0.719 2 exp (-0.1 x 0.203-2 ) = -0.0782 (An approximate power prediction method, page 2) RW-A0.4 = C1 C2 C5 ρ g exp { m1 Fn d + m2 cos (λ Fn -2 ) } = 2.54845 x 1 x 1 x 16133.4 x 1.025 exp { - 2.1352 x 0.203-0.9 + -0.0782 cos (0.85027 x 0.203-2 ) } = 54.0286 kn (An approximate power prediction method, page 8) f) Additional Pressure Resistance of Bulbous Bow near the Water Surface (RB) PB = 0.56 ABT / ( TF - 1.5 hb ) = 0.56 0 / ( 8.8-1.5 x 0 ) = 0 (An approximate power prediction method, page 3) Syukry Maulidy 4207 100 079 13

Fni = V / ( g ( TF - hb - 0.25 ABT ) + 0.15 V 2 ) =7.202 / ( 9.8 ( 8.8-0 - 0.25 0 ) + 0.15 7.202 2 ) = 0.56498 (An approximate power prediction method, page 3) RB = 0.11 exp (-3PB -2 ) Fni 3 ABT 1.5 ρ g / ( 1+ Fni 2 ) = 0.11 exp (-3 x 0-2 ) 0.56498 3 x 0 1.5 x 1.025 x 9.8 / ( 1+ 0.56498 2 ) = 0 kn (An approximate power prediction method, page 3) g) Additional Pressure Resistance due to Transom Immersion (RTR) FnT = V / ( 2 g AT / ( B + B CWP ) ) = 7.202 / ( 2 x 9.8 x 0 / ( 20.2 + 20.2 x 0.799 ) ) = C6 = 0 (An approximate power prediction method, page 3) (An approximate power prediction method, page 3) RTR = 0.5 ρ V 2 AT C6 = 0.5 x 1.025 x 7.202 2 x 0 x 0 = 0 (An approximate power prediction method, page 3) h) Model Ship CorrelatIon Resistance (RA) C4 TF/L = 8.8 / 127.92 = 0.06879 C4 = 0.04 (An approximate power prediction method, page 3) CA = 0.006 ( L + 100 ) -0.16-0.00205 + 0.003 ( L / 7.5 ) CB 4 C2 ( 0.04 - C4 ) = 0.006(127.92 + 100 ) -0.16-0.00205 + 0.003 ( 127.92 / 7.5 ) 0.71 4 x 1 (0.04 0.04) = 0.00047 (An approximate power prediction method, page 3) Syukry Maulidy 4207 100 079 14

RA = 0.5 ρ V 2 S CA = 0.5 x 1.025 x 7.202 2 x 3808.074 x 0.00047 = 47.2822 kn (An approximate power prediction method, page 3) i) Nilai Tahanan Total (RT) RT = RF (1+K1) + RAPP + RW + RB + RTR + RA = 195.61 + 1.68 + 54.03 + 0 + 0 + 47.28 = 298.6 kn Dari nilai Rt diatas terdapat penambahan tahanan lagi dikarenakan rute pelayaran yang akan dipilih,penambahan tahanan ini tergantung dari daerah rute pelayaran kita : Jalur pelayaran Atlantik utara, ke timur, untuk musim panas 15% dan musim dingin 20%. Jalur pelayaran Atlantik Utara, ke barat, untuk musim panas 20% dan musim dingin 30%. Jalur pelayaran Pasifik, 15-30 %. Jalur pelayaran Atlantik selatan dan Australia, 12-18 % Jalur pelayaran Asia Timur, 15-20 % Karena rute pelayaran kapal ini adalah Semarang - Riau yang termasuk perairan Asia Tenggara sehingga perlu penambahan tahanan sebesar 10% dikarenakan kondisi perairan yang relative tenang, penambahan tahanan ini dikarenakan pada saat Rt diatas hanya berlaku pada kondisi ideal saja misalnya dari angin,gelombang,dan kedalaman air [1]. RT DINAS = ( 1 + 10%) RT = ( 1 + 10%) 298.6 = 328.46 kn (Harvald 5.5.27, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 132) Syukry Maulidy 4207 100 079 15

2.1.4 KESIMPULAN NO UNIT SIMBOL NILAI SATUAN 1 Volume Displacement 16133.4 meter 3 2 Weight displacement 16536.7 ton 3 Wetted surface Area S 3808.1 meter 2 4 Reynold number RN 775242716.1 5 Friction Coefficient CF 0.00158 6 Froude number FN 0.203 7 Viscous Resistance RV 195.606 kn 8 Appendage Resistance RAPP 1.68 kn 9 Wave Resistance RW 54.03 kn 10 Bulbo Resistance RB 0 kn 11 Transom Resistance RTR 0 kn 12 Model ship correlation resistance RA 47.28 kn 13 Total Resistance RT 298.6 kn 14 Ship resistance RT DINAS 328.459 kn 2.2 PERHITUNGAN DAYA MESIN INDUK Syukry Maulidy 4207 100 079 16

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); dan (vi) Daya yang diindikasi (Indicated Power-PI). 2.2.1 UNIT dan SIMBOL BHPMCR Brake horse power Maximum continuous rating MCRSCR Brake horse power Service continuous rating SHP Shaft horse power DHP Delivered horse power EHP Effective horse power THP Trust horse power Va advance velocity w wake fraction t thrust deduction factor O efficiency propeller in open water R relative rotative efficiency H Hull efficiency D Quasi propulsion efficiency S Shaft efficiency Syukry Maulidy 4207 100 079 17

2.2.2 LANGKAH PERHITUNGAN a) Menghitung perkiraan diameter propeller DMAKS < 2/3 TA b) Menghitung wake fraction (w) a. Menghitung nilai C8 B/TA < 5 C8 = B S / ( L D TA ) B/TA > 5 C8 = S (7 B / TA - 25 ) / ( L D ( B / TA - 3 ) b. Menghitung nilai C9 C8 < 28 C8 = C9 C8 > 28 C9 = 32-16 ( C8-24 ) c. Menghitung nilai C11 TA/D < 2 C11 = TA/D TA/D > 2 C11 = 0.0833333 ( TA / D ) 3 + 1.33333 d. Menghitung nilai C19 Cp < 0.7 C19 = 0.12997 / ( 0.95 - CB ) - 0.11056 / ( 0.95 - CP ) Cp > 0.7 C19 = 0.18567 / ( 1.3571 - CM ) - 0.71276 + 0.38648 CP e. Menghitung nilai C20 C20 = 1 + 0.015 CSTERN f. Menghitung nilai CP1 Cp1 = 1.45 CP - 0.315-0.0225 lcb g. Menghitung nilai CV CV = (1+K) CF + CA h. Menghitung nilai wake fraction (w) w = C9.C20.Cv.L/TA(0.050776+0.93405.C11.Cv / (1-Cp1)) + 0.27951.C20 (B/(L(1-Cp1)) + C19.C20 c) Menghitung trust deducton factor (t) t = 0.25014 ( B/L ) 0.2896 ( ( B.T ) / D ) 0.2646 / (1 - CP + 0.0225 lcb ) 0.01762 + 0.0015 CSTERN Syukry Maulidy 4207 100 079 18

d) Menghitung Koefisien Propulsif a. Menentukan nilai Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr) Nilai ηrr berkisar antara 1.02 1.05 b. Menentukan nilai Efisiensi Propulsif (ηo) Nilai ηo berkisar antara 0.55 0.60 c. Menghitung nilai Efisiensi Lambung (ηh) ηh = (1 t) / (1 w) d. Menghitung nilai Coefficient propulsif (Pc) Pc = ηrr x ηo x ηh e) Menghitung Effective horse power (EHP) EHP = Rt(DINAS) x Vs f) Menghitung Delivered horse power (DHP) DHP = EHP / Pc g) Menghitung Thrust horse power (THP) THP = EHP / ƞh h) Menghitung Shaft horse power (SHP) SHP = DHP / ηsηb i) Menghitung Brake horse power (BHP) a. BHPSCR BHPscr = SHP / G b. BHPMCR BHPMCR = BHPSCR / 0,85 Syukry Maulidy 4207 100 079 19

2.2.3 DETAIL PERHITUNGAN a) Menghitung perkiraan diameter propeller (DMAKS) Suatu baling-baling harus mempunyai garis tengah (diameter) demikian rupa sehingga bila kapal dalam keadaan bermuatan penuh balingbaling tersebut akan terbenam dengan memadai sehingga dapat menghindari sejauh mungkin terjadinya fenomena terikutnya udara (air drawing) dan pemacuan baling-baling (racing) ketika kapal mengalami gerakan angguk (pitching). Sebagai taksiran cepat dan kasar, garis tengah baling-baling harus lebih kecil daripada dua pertiga syarat buritan, yaitu: DMAKS 2/3 TA 2/3 8.8 5.867 m (Harvald 6.3.1, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 136) b) Menghitung Wake Fraction (w) Wake friction atau arus ikut adalah perbedaan kecepatan kapal dengan kecepatan aliran air yang menuju ke baling-baling. Pada kapal ini digunakan single screw propeller, maka nilai w adalah sebagai berikut : C8 B/TA = 20.2 /8.8 = 2.29 C8 = B S / ( L D TA ) = 20.2 x 3808.74 / ( 127.92 x 5.867 x 8.8 ) = 11.647 (An approximate power prediction method, page 8) C9 C8 = 11.647 C9 = 11.647 (An approximate power prediction method, page 8) C11 TA / D = 8.8 / 5.867 = 1.5 C11 = 1.5 (An approximate power prediction method, page 8) Syukry Maulidy 4207 100 079 20

C19 Cp = 0.719 C19 = 0.18567 / ( 1.3571 - CM ) - 0.71276 + 0.38648 CP = 0.18567 / ( 1.3571 0.986 ) - 0.71276 + 0.38648 x 0.719 = 0.066 (An approximate power prediction method, page 9) C20 CSTERN = 0 C20 = 1 + 0.015 CSTERN = 1 + 0.015 x 0 = 1 (An approximate power prediction method, page9) CP1 Cp = 0.719 Cp1 = 1.45 CP - 0.315-0.0225 lcb = 1.45 x 0.719-0.315-0.0225 x 0.047 = 0.727 (An approximate power prediction method, page 9) CV CF = 0.00158 CA = 0.00047 CV = (1+K) CF + CA = 1.223 x 0.00158 + 0.00047 = 0.00239 (An approximate power prediction method, page 9) w = C9.C20.Cv.L/TA(0.050776+0.93405.C11.Cv / (1-Cp1)) + 0.27951.C20 (B/(L(1-Cp1)) + C19.C20 = 11.647 x 1 x 0.00239 x 127.92 / 8.8 ( 0.050776 + 0.93405 x 1.5 x 0.00239 / (1-0.727 ) ) + 0.27951 x 1 (20.2 / ( 127.92 ( 1-0.727 ) ) + 0.066 x 1 = 0.305 (An approximate power prediction method, page 8) Syukry Maulidy 4207 100 079 21

c) Menghitung trust deducton factor (t) t = 0.25014 ( B/L ) 0.2896 ( ( B.T ) / D ) 0.2646 / (1 - CP + 0.0225 lcb ) 0.01762 + 0.0015 CSTERN = 0.25014 ( 20.2 / 127.92 ) 0.2896 ( ( 20.2 x 8.8 ) / 5.867 ) 0.2646 / (1 0.719 + 0.0225 0.047 ) 0.01762 + 0.0015 x 0 = 0.10475 d) Menghitung Koefisien propulsive (Pc) a. Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr) Harga ηrr untuk kapal dengan propeller tipe single screw berkisar antara 1.02 1.05. Pada perencanaan propeller dan tabung poros propeller ini diambil harga ηrr sebesar 1.05. (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 152) b. Efisiensi Propulsif (ηo) Yaitu open water efficiency, effiesinsi dari propeller pada saat dilakukan open water test. ηo antara 55 60%, maka dalam rencana ini diambil ηo = 55% (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 152) c. Efisiensi Lambung (ηh) Efisiensi lambung (ηh) adalah rasio antara daya efektif (PE) dan daya dorong (PT). Efisiensi Lambung ini merupakan suatu bentuk ukuran kesesuaian rancangan lambung(stern) terhadap propulsor arrangementnya, sehingga efisiensi ini bukanlah bentuk power conversion yang sebenarnya. Maka nilai Efisiensi Lambung inipun dapat lebih dari satu, pada umumnya diambil angka sekitar 1,05. Pada efisiensi lambung, tidak terjadi konversi satuan secara langsung. ηh = (1 t) / (1 w) = (1 0.10475) / (1 0.305) = 1.2886 (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Tabel 5 Hal 160) Syukry Maulidy 4207 100 079 22

d. Coeffisien Propulsif (Pc) Pc = ηrr x ηo x ηh = 1.05 x 0,55 x 1.2886 = 0.744 (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 152) e) Menghitung Daya Efektif (EHP) Daya Efektif (PE) adalah besarnya daya yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya hambat dari badan kapal (hull), agar kapal dapat bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain dengan kecepatan servis sebesar VS. Daya Efektif ini merupakan fungsi dari besarnya gaya hambat total dan kecepatan kapal. Untuk mendapatkan besarnya Daya Efektif kapal,dapat digunakan persamaan sebagai berikut: Perhitungan daya efektif kapal (EHP) EHP = Rt(DINAS) x Vs [2] = 328.46 kn x 7.202 m s -1 = 2365.43373 kw.,dimana 1 HP = 0,7355KW = 3216.08937 HP. f) Menghitung Daya Yang Disalurkan (DHP) (Harvald 5.5.27, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 135) Daya Yang Disalurkan ( PD ) adalah daya yang diserap oleh baling-baling kapal guna menghasilkan Daya Dorong sebesar PT, atau dengan kata lain, PD merupakan daya yang disalurkan oleh motor penggerak ke baling-baling kapal (propeller) yang kemudian dirubahnya menjadi Daya Dorong kapal (PT) [2]. Daya pada tabung poros baling-baling dihitung dari perbandingan antara daya efektif dengan koefisien propulsive, yaitu : DHP = EHP / Pc = 2365.43373 / 0.744 = 3178.54 kw (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 120) Syukry Maulidy 4207 100 079 23

g) Menghitung Daya Dorong (THP) Ketika kapal bergerak maju, propeller akan berakselerasi dengan air.akselerasi tersebut akan meningkatkan momentum air. Berdasarkan hukum kedua newton, gaya ekuivalen dengan peningkatan akselerasi momentum air, disebut thrust. Intinya, THP adalah daya yang dikirimkan propeller ke air. THP = EHP / ƞh = 2365.43373 / 1.2886 = 1835.6 kw (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 120) h) Menghitung Daya Pada Poros Baling Baling (SHP) Daya Poros (PS) adalah daya yang terukur hingga daerah di depan bantalan tabung poros (stern tube) dari sistem perporosan penggerak kapal 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%. Pada perencanaan kali menggunakan / menempatkan kamar mesin kapal di bagian belakang, sehingga mengalami losses sebesar 2%. Jadi efisiensi transmisi porosnya (ηsηb) = 0.98 SHP = DHP / ηsηb = 3178.54 / 0.98 = 3243.404 kw (Dwi Priyanta Lecturer for PKM 2, Page7-11) i) Menghitung Daya Penggerak Utama (BHP) a. BHP scr Besarnya daya mesin induk yang diperlukan pada perencanaan baling - baling dan tabung poros baling - baling ini tidak terlepas oleh adanya harga efisiensi sistem roda gigi transmisi atau G. Adanya harga efisiensi sistem roda gigi transmisi G ini karena direncanakan pada hubungan sistem transmisi daya antara motor induk dengan poros propeler terpasang sistem roda gigi reduksi. Syukry Maulidy 4207 100 079 24

Sistem roda gigi pada kapal ini direncanakan menggunakan Gigi Reduksi Tunggal atau Single Reduction Gears dengan loss 2% untuk arah maju dan Gigi Pembalik atau Reversing Gears dengan loss 1%. Harga efisiensi sistem roda gigi transmisi atau G dari setiap sistem adalah : 1. G Single Reduction Gears = 0,98 2. G Reversing Gears = 0,99 (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 120) Daya Poros yang telah direncanakan di sini adalah daya maju, Sehingga untuk daya motor penggerak yang diperlukan adalah BHPscr = SHP / G = 3243.404 / 0,98 = 3309.56 kw (Surjo Widodo Adjie, Daya motor yang diinstal,engine Propeller Matching) b. BHP mcr BHP (Brake Horse Power) yaitu daya yang didistribusikan untuk pengerak utama. Besarnya daya motor penggerak utama (BHP) adalah daya keluaran pada pelayaran normal atau SCR (Service Continue Rating), dimana besarnya adalah 85 % dari daya keluaran pada kondisi maksimum atau MCR (Maximum Continue Rating). Sedangkan daya keluaran pada kondisi maksimum (MCR) motor induk ini adalah BHPMCR = BHPSCR / 0,85 = 3309.56 / 0,85 = 3893.64 kw, dimana 1 HP = 0.7355 kw = 5293.87 HP (Surjo Widodo Adjie, Daya motor yang diinstal,engine Propeller Matching) Syukry Maulidy 4207 100 079 25

2.2.4 KESIMPULAN NO UNIT SIMBOL NILAI SATUAN 1 Propeller max diameter DMAKS 5.867 meter 2 Wake fraction w 0.305 3 Thrust deduction factor t 0.104 4 Hull efficiency ηh 1.288 5 Efficiency relative rotative ηrr 1.05 6 Propulsive Efficiency ηo 0.55 7 Propulsive Coefficient PC 0.744 8 Effective Horse power EHP 2365.43 kw 9 Delivery Horse power DHP 3178.6 kw 10 Thrust Horse power THP 1835.6 kw 11 Shaft Horse power SHP 3243.4 kw 12 Break Horse power (service continuous rating) BHPSCR 3309.6 kw 13 Break Horse power (Maksimum continuous rating) BHPMCR 3893.64 kw 2.2.4 PEMILIHAN MESIN INDUK Pemilihan mesin induk (main angine) dilakukan setelah daya mesin penggerak utama yang diperlukan diketahui melalui perhitungan menggunakan rumusan. Pertimbangan dalam pemilihan mesin induk dapat dilakukan dengan optimalisasi segi teknik dan ekonomi.untuk segi teknis antara lain dimensi yang cukup, kehandalan, berat mesin induk, unjuk kerja mesin, ukuran mesin induk dan masih banyak lagi seperti SFOC dan sebagainya yang perlu pertimbangan. Sedangkan untuk faktor ekonomis antara lain harga mesin induk, keawetan, spare part, bahan Syukry Maulidy 4207 100 079 26

bakar, minyak pelumas serta pelumasan. Adapun mengenai daya kerja dan putaran kerja yang sesuai dengan perhitungan kondisi kapal dapat dilakukan dengan mengatur putaran kerja sehingga diperoleh daya seperti yang telah ditentukan. Pemilihan mesin utama dengan menentukan karakteristik dasar sebagai berikut ini; Daya yang diperkirakan. Factor kecepatan yang diinginkan Jenis kontruksi sistemnya Dari berbagai pertimbangan diatas, maka dalam perencanaan untuk dipilih mesin induk sebagai berikut : Syukry Maulidy 4207 100 079 27

Syukry Maulidy 4207 100 079 28

KETERANGAN : Merek : MAN B&W Jenis : Motor diesel 2 langkah Tipe : L 35 MC Jumlah silinder : 6 Bore : 350 mm Stroke : 1050 mm Selengkapnya data spesifikasi ini dapat dilihat pada lampiran spec engine dari motor diesel tipe tersebut. 2.2.5 PEMILIHAN GEAR BOX Karena n (rpm) mesin dengan n (rpm) propeler berbeda maka digunakan gear box untuk menurunkan rpm mesinnya,untuk memilih gearbox yang sesuai dengan mesin induk memang susah karena kita juga harus menyesuaikan dengan ratio gearbox yang tersedia dipasaran karena bila kita memesan gear box yang berbeda dengan gear box dipasaran otomatis biaya yang dibutuhkan sangat mahal oleh sebab itu Syukry Maulidy 4207 100 079 29

gear box yang dipilih pada perancangan ini adalah gear box dengan ratio 1.649 dengan spesifikasi dibawah ini : Merek Tipe : ZF MARINE : ZF 20570 NR2B Ratio gear box : 1.649 Syukry Maulidy 4207 100 079 30