PERHITUNGAN DAYA MOTOR PENGGERAK UTAMA a. EHP (dinas) = RT (dinas) x Vs = 178,97 Kn x 6,172 m/s = 1104.631 Kw = 1502.90 Hp b. Menghitung Wake Friction (W) Pada perencanaan ini digunakan tipe single screw propeller sehingga nilai w adalah w = 0,5*Cb 0,05 = 0,5 *0,75-0,05 = 0.325 c. Menghitung Thrust Deduction Factor (T) Nilai t dapat dicari dari nilai w yang telah diketahui yaitu t= k x w nilai k antara 0,7 0,9 diambil k = 0,9 = 0,9 x 0,325 = 0.293 d. Menghitung Speed Of Advance (Va) Va = (1 - w) x Vs = (1-0,325)*6,17 = 4.166 m/s = 8.095 knot e. Menghitung Efisiensi Propulsif 1. Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr) harga ηrr untuk kapal dengan propeller tipe single screw berkisar 1,02-1,05. Pada perencanan propeller dan tabung poros propeller ini diambil harga ηrr sebesar = 1,05 2. Efisiensi Propulsi (ηp)
Nilainya antara 40-70 % dan diambil 65% 3. Efisiensi Lambung (ηh) (ηh) = (1- t) / (1- w) = (1-0,292)/(1-0,325) = 1.05 4. Coefisien Propulsif (Pc) (Pc) = ηrr x ηp x ηh = 1,05% x 65 % x 1,05% = 0.72 g. Menghitung Daya Dorong (Thp) THP = EHP/ηH = 1306,87 / 1,05 = 1433.86 Hp f. Menghitung Daya Pada Tabung Poros Buritan Baling-Baling (Dhp) Daya pada tabung poros baling-baling dihitung dari perbandingan antara daya efektif dengan koefisien propulsif, yaitu : DHP = THP/Pc = 1246,84 / 0,72 = 2000.85 Hp h. Menghitung Daya Pada Poros baling-baling (SHP) Untuk kapal yang kamar mesinnya terletak dibelakang akan mengalami loses sebesar 2-3 %. Pada perencanaan ini kamar mesin terletak di belakang sehingga mengalami loses atau efisiensi transmisi pososnya (ηsηb) sebesar 0,98 SHP = DHP/ηsηb = 1730,84/0,98 = 2041.69 Hp I. Menghitung Daya Penggerak Utama yang Diperlukan
Adanya pengaruh efisiensi sistem roda gigi transmisi (ηg), pada tugas ini memakai sistem roda gigi reduksi tunggal atau single reduction gear dengan loss 2 % untuk arah maju sehingga ηg = 0.98 BHPscr = SHP/ ηg = 2041,96/ 0,98 = 2083.35 Hp Dari data karakteristik putarn kerja dan daya pada kondisi mcr dapat ditentukan spesifikasi motor penggerak utama atau main engine dari kapal ini adalah sebagai berikut : Merk = Wartisa type = 8L26 Daya max = 2600 Kw jumlah cylinder = 6 bore = 260 mm stroke Engine speed sfoc HP mcr adalah daya output dari motor penggerak keluaran pabrik (Maximum Continuous Rating = 100%). Dimana besarnya 80% - 85%, maka daya yang diambil sebesar 85%. Sehingga cukup dengan daya 85% dari MCR kapal dapat bergerak dengan kecepatan (vs). Daya BHP diambil 85% BHPmcr = BHPscr / 0,85 = 1811,61 / 0,85 = 2451.00 Hp = 1801.488 = 320 mm = 900 = 190 g/kwh PEMILIHAN MESIN INDUK
a. Penghitungan Tahanan Total Kapal R= 178.9745 KN (Didapat dari hasil penghitingan RT (dinas) pada penghitungan BHP mesin) b. Penghitungan Wake Friction w = 0,5*Cb 0,05 = 0,5 *0,75-0,05 = 0.325 PEMILIHAN PROPELER c. Penghitungan Trust Propeler t= k x w nilai k antara 0,7 0,9 diambil k = 0,9 = 0,9 x 0,325 = 0.29 T= R/ (1 t) = 155,63/(1-0,29) = 252.96749 d. Menghitung Speed Of Advance (Va) Va = (1 - w) x Vs = (1-0,325)*12 = 8.10 Kn 4.17 m/s e. Penentuan Diameter Propeller S = 2475.19 m 2
Vol disp. = 8165.65 m 3 disp. = 8369.79 Ton Lwt = 1/3 disp. = 2789.93 Ton Dwt = 5579.86 Menurut aturan BKI diameter propeller adalah antara 0,6T 0,7T; sehingga didapatkan diameter propeller sebesar: D= 0,6 T Dmax 3.4224 = 0,6 x 6,2 = 3.72 m Pemilihan putaran propeller berdasarkan gear box yang ada Type Gear Box rasio Rpm Rps ZF_23560_C_(IV=1.000) 3.577 251.60 4.19 Menentukan nilai BP (Power Coefficient) Nilai B P diperoleh dari rumus : B P = Menentukan nilai DO, Db, δb, P/Db, ηb Menentukan nilai D O, D b, δ b, P/D b, η b dapat diperoleh dengan rumus : D O (ft) = (Va x δ O ) / N D b (ft) = 0,96 x D O (for single screw) δ b = (D b x N) / Va 1/J b = 0.009875 x δ b N propeller x P DHP 0.5 Va 2.5 No. TYPE N 0,97 N Bp 0.1739 B P P/Do ŋo prop 1/Jo δo Do(ft) Do(m) 1 B3.35 251.60 244.05 58.46 1.330 0.62 0.508 3.02 305.82 10.15 3.09 2 B3.50 251.60 244.05 58.46 1.330 0.62 0.492 3.00 303.80 10.08 3.07 3 B3.65 251.60 244.05 58.46 1.330 0.66 0.472 2.87 290.63 9.65 2.94
4 B3.80 251.60 244.05 58.46 1.330 0.72 0.451 2.80 283.54 9.41 2.87 5 B4.40 251.60 244.05 58.46 1.330 0.64 0.494 2.90 293.67 9.75 2.97 6 B4.55 251.60 244.05 58.46 1.330 0.64 0.486 2.92 295.70 9.81 2.99 7 B4.70 251.60 244.05 58.46 1.330 0.67 0.476 2.86 289.62 9.61 2.93 8 B4.85 251.60 244.05 58.46 1.330 0.72 0.462 2.77 280.51 9.31 2.84 9 B4.100 251.60 244.05 58.46 1.330 0.77 0.449 2.67 270.38 8.97 2.74 No. TYPE N 0,97 N Bp 0.1739 B P P/Do ŋo prop 1/Jo δo Do(ft) Do(m) 10 B5.45 251.60 244.05 58.46 1.33 0.68 0.481 2.81 284.56 9.44 2.88 11 B5.60 251.60 244.05 58.46 1.33 0.67 0.481 2.83 286.58 9.51 2.90 12 B5.75 251.60 244.05 58.46 1.33 0.68 0.476 2.80 283.54 9.41 2.87 13 B5.90 251.60 244.05 58.46 1.33 0.72 0.466 2.74 277.47 9.21 2.81 14 B5.105 251.60 244.05 58.46 1.33 0.77 0.452 2.66 269.37 8.94 2.73 15 16 17 18 No. TYPE Do(ft) Db(ft) Db(m) δb 1/Jb P/Db keterangan 1 B3.35 10.15 9.74 2.97 302.67 2.99 0.63 terpenuhi 2 B3.50 10.08 9.68 2.95 300.67 2.97 0.63 terpenuhi 3 B3.65 9.65 9.26 2.82 287.64 2.84 0.67 terpenuhi 4 B3.80 9.41 9.03 2.75 280.62 2.77 0.73 terpenuhi 5 B4.40 9.75 9.36 2.85 290.64 2.87 0.65 terpenuhi 6 B4.55 9.81 9.42 2.87 292.65 2.89 0.65 terpenuhi 7 B4.70 9.61 9.23 2.81 286.63 2.83 0.68 terpenuhi 8 B4.85 9.31 8.94 2.72 277.61 2.74 0.73 terpenuhi 9 B4.100 8.97 8.61 2.63 267.59 2.64 0.78 terpenuhi 10 B5.45 9.44 9.07 2.76 281.62 2.78 0.68 terpenuhi 11 B5.60 9.51 9.13 2.78 283.63 2.80 0.68 terpenuhi 12 B5.75 9.41 9.03 2.75 280.62 2.77 0.69 terpenuhi 13 B5.90 9.21 8.84 2.70 274.61 2.71 0.73 terpenuhi 14 B5.105 8.94 8.58 2.62 266.59 2.63 0.78 terpenuhi
15 16 17 18 PERTIMBANGAN KAVITASI Perhitungan kavitasi No. Type Ae/Ao Ao Ae(AD)ft Menghitung nilai AP 1 B3.35 0.35 80.88 28.31 2 B3.50 0.50 79.81 39.90 Ap = Projected Area dari Propeller 3 B3.65 0.65 73.04 47.48 = (1.067-0.229 x P/Db) x AD(ft) 4 B3.80 0.80 69.52 55.62 Vr 2 = Va 2 + (0.7 x π x n x D) 2 5 B4.40 0.40 74.58 29.83 Tc = T / (Ap x 0.5 x ρ x Vr 2 ) 6 B4.55 0.55 75.61 41.58 ς0.7r = (188.2 + 19.62h) / (Va 2 + 4,836 x n 2 x D 2 ) 7 B4.70 0.70 72.53 50.77 h = jarak sarat kapal dengan centerline propeller 8 B4.85 0.85 68.04 57.83 = 4.154 m 9 B4.100 1.00 63.22 63.22 = 4154 mm 10 B5.45 0.45 70.02 31.51 11 B5.60 0.60 71.02 42.61 12 B5.75 0.75 69.52 52.14 13 B5.90 0.90 66.57 59.92 14 B5.105 1.05 62.74 65.88
No Type of Prop N Rpm Rps Ap (ft 2 ) Ap (m 2 ) Vr 2 T Tc Itungan ς0.7r Tc burril Kavitasi? 1 B3.35 251.60 4.19 26.12 2.43 767.10 155.63 0.163 0.351 0.158 Kavitasi 2 B3.50 251.60 4.19 36.82 3.42 757.20 155.63 0.117 0.356 0.159 Tidak 3 B3.65 251.60 4.19 43.37 4.03 694.47 155.63 0.109 0.388 0.169 Tidak 4 B3.80 251.60 4.19 50.05 4.65 661.85 155.63 0.099 0.407 0.174 Tidak 5 B4.40 251.60 4.19 27.39 2.54 708.70 155.63 0.168 0.380 0.166 Kavitasi 6 B4.55 251.60 4.19 38.18 3.55 718.27 155.63 0.119 0.375 0.165 Tidak 7 B4.70 251.60 4.19 46.27 4.30 689.76 155.63 0.102 0.391 0.169 Tidak 8 B4.85 251.60 4.19 52.04 4.83 648.11 155.63 0.097 0.416 0.176 Tidak 9 B4.100 251.60 4.19 56.16 5.22 603.39 155.63 0.096 0.447 0.184 Tidak 10 B5.45 251.60 4.19 28.71 2.67 666.46 155.63 0.171 0.404 0.173 Tidak 11 B5.60 251.60 4.19 38.83 3.61 675.73 155.63 0.125 0.399 0.172 Tidak 12 B5.75 251.60 4.19 47.40 4.40 661.85 155.63 0.104 0.407 0.174 Tidak 13 B5.90 251.60 4.19 53.91 5.01 634.52 155.63 0.096 0.425 0.178 Tidak 14 B5.105 251.60 4.19 58.53 5.44 599.01 155.63 0.093 0.450 0.185 Tidak
No. TYPE ŋb prop 1 B3.50 0.494 2 B4.55 0.489 3 B5.45 0.482 4 B3.65 0.479 5 B4.70 0.478 6 B5.75 0.478 7 B5.60 0.474 8 B5.90 0.468 9 B4.85 0.466 10 B5.105 0.458 11 B3.80 0.455 12 B4.100 0.451
p
ENGINE PROPELLER MATCHING Data kapal yang dipergunakan adalah : t = 0.293 w = 0.325 V s = 12 knot 6.1728 m/s ρ air laut = 1.025 Data propeller yang didapatkan: vs (knot) Vs(m/s) Va (Kn) Va (m/s) Rt clean Rt rough Tipe Propeller = B3.50 13 6.69 8.78 4.51386 161.60 185.84 D b (m) = 2.97 m 12.5 6.43 8.44 4.34025 158.47 182.24 (P/D b ) = 0.63 12 6.17 8.10 4.16664 155.63 178.97 η propeller = 0.494 % 11.5 5.92 7.76 3.99303 152.87 175.80 Rpm Propeller = 251.71 11 5.66 7.43 3.81942 150.81 173.44 Tahanan total pada saat clean hull (bersih tanpa kerak) Rt clean = 155.63 kn Tahanan total pada saat service lambung telah ditempeli oleh fouling Rt rough = 178.9745 kn UNIT DAN SIMBOL α = Konstanta β = konstanta KT = Koefisien Gaya Dorong (thrust) Baling-baling J = Koefisien Gaya Advanced Baling-baling KQ = Koefisien Torsi Baling-Baling Q = Torsi
PERHITUNGAN 1. Menghitung Koefisien α Rt= 0.5 x ρ x Ct x S x vs 2 vs (knot) Vs(m/s) α clean α rough β clean β rough Rt= α x vs 2 13 6.69 3.61 4.16 1.24 1.43 α clean = Rt / V s 2 12.5 6.43 3.83 4.41 1.32 1.51 α clean= 4.08 α rough = 4.70 12 6.17 4.08 4.70 1.40 1.61 11.5 5.92 4.37 5.02 1.50 1.72 2. Menghitung Koefisien β 11 5.66 4.71 5.42 1.62 1.86 β = α / {(1-t) (1-w) 2 ρ D 2 } β clean = 1.40 β roughe = 1.61 3. Membuat Kurva hubungan KT-J Setelah diperoleh nilai β, dan nilai J divariasikan 0 1, kemudian akan didapatkan nilai KTSHIP. biasanya J itu nilainya 0-1,6 KT = β x J 2 Vs 12 1.8000 J J 2 Kt clean Kt rough 1.6000 0 0 0.000 0.0000 1.4000 0.1 0.01 0.014 0.0161 0.2 0.04 0.056 0.0645 1.2000 0.3 0.09 0.126 0.1450 1.0000 0.4 0.16 0.224 0.2579 0.5 0.25 0.350 0.4029 0.8000 0.6 0.36 0.504 0.5802 0.6000 0.7 0.49 0.687 0.7897 0.8 0.64 0.897 1.0314 0.4000 0.9 0.81 1.135 1.3054 0.2000 1 1 1.401 1.6116 0.0000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 rough clean
13 1.6 J J 2 Kt clean Kt rough 0 0 0 0 0.1 0.01 0.012 0.014 0.2 0.04 0.050 0.057 0.3 0.09 0.112 0.128 0.4 0.16 0.198 0.228 0.5 0.25 0.310 0.356 0.6 0.36 0.446 0.513 0.7 0.49 0.608 0.699 0.8 0.64 0.794 0.913 0.9 0.81 1.004 1.155 1 1 1.240 1.426 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 rough clean 12.5 1.600 J J 2 Kt clean Kt rough 0 0 0.000 0.000 0.1 0.01 0.013 0.015 0.2 0.04 0.053 0.060 0.3 0.09 0.118 0.136 0.4 0.16 0.210 0.242 0.5 0.25 0.329 0.378 0.6 0.36 0.473 0.544 0.7 0.49 0.644 0.741 0.8 0.64 0.842 0.968 0.9 0.81 1.065 1.225 1 1 1.315 1.512 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 rough clean
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 11.5 J J 2 Kt clean Kt rough 0 0 0.000 0.000 0.1 0.01 0.015 0.02 0.2 0.04 0.060 0.07 0.3 0.09 0.135 0.16 0.4 0.16 0.240 0.28 0.5 0.25 0.375 0.43 0.6 0.36 0.540 0.62 0.7 0.49 0.734 0.84 0.8 0.64 0.959 1.10 0.9 0.81 1.214 1.40 1 1 1.499 1.72 2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 rough clean 0.000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 11 J J 2 Kt clean Kt rough 0 0 0.000 0.000 0.1 0.01 0.016 0.019 0.2 0.04 0.065 0.074 0.3 0.09 0.145 0.167 0.4 0.16 0.259 0.297 0.5 0.25 0.404 0.465 0.6 0.36 0.582 0.669 0.7 0.49 0.792 0.911 0.8 0.64 1.034 1.189 0.9 0.81 1.309 1.505 1 1 1.616 1.859 2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 rough clean
KT KQ EFF. 0.000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 j KT 10KQ η j effisiensi j KT 10KQ η 0 0.22 0.231 0 0 0 0.23 0.311 0 0.1 0.21 0.205 0.16 0.1 0.1 0.22 0.285 0.16 0.2 0.185 0.186 0.31 0.2 0.2 0.195 0.266 0.31 0.3 0.15 0.16 0.445 0.3 0.3 0.16 0.24 0.445 0.4 0.115 0.134 0.546 0.4 0.4 0.125 0.214 0.546 0.5 0.08 0.1 0.59 0.5 0.5 0.09 0.18 0.59 0.6 0.04 0.07 0.465 0.6 0.6 0.05 0.15 0.465 0.7 0 0.04 0 0.67 0.7 0.01 0.12 0 0.8 0 0.8 0.08 0.7 0.6 0.5 KT KQ B3.50 0.4 0.3 0.2 0.1 KT KQ EFISIENSI 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 J
KT KQ EFF. KT KQ EFF. 12 13 1.8 1.6 1.6 1.4 1.4 1.2 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 KT KQ EFISIENSI CLEAN ROUGH 1 0.8 0.6 0.4 0.2 KT KQ EFISIENSI CLEAN ROUGH 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 J 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 J jadi pada kondisi Clean Hull Vs 12 diperoleh nilai sebagai berikut : jadi pada kondisi Clean Hull Vs 13 diperoleh nilai sebagai berikut : J : 0.33 J : 0.34 KT : 0.16 KT : 0.17 ηo : 0.49 ηo : 0.5 KQ : 0.024 KQ : 0.24 jadi pada kondisi Rough Hull Vs 12 diperoleh nilai sebagai berikut : jadi pada kondisi Rough Hull Vs 13 diperoleh nilai sebagai berikut : J : 0.3 J : 0.31 KT : 0.17 KT : 0.16 ηo : 0.46 ηo : 0.47
KT KQ EFF. KT KQ EFF. KQ : 0.025 KQ : 0.25 12.5 11.5 1.4 2 1.2 1 1.8 1.6 1.4 0.8 0.6 KT KQ EFISIENSI 1.2 1 0.8 KT KQ EFISIENSI 0.4 CLEAN 0.6 CLEAN 0.2 ROUGH 0.4 0.2 ROUGH 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 J 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 J
KT KQ EFF. 11 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 J KT KQ EFISIENSI CLEAN ROUGH
clean (%) Putaran putaran propeller Q (Nm) DHP SHP mesin RPM RPS (KQ ρ n2 D5) (2 π Q n) HP (DHP ηs) BHP scr BHP (kw) BHPmcr BHPmcr (kwbhp (%) 0.1 90 25.161 0.419 999.68 2.6 2.686383 2.74 2.01 2.055905 2.418712 0.001 0.2 180 50.321 0.839 3998.73 21.1 21.49106 21.93 16.12 16.44724 19.3497 0.007 0.3 270 75.482 1.258 8997.14 71.1 72.53233 74.01 54.40 55.50944 65.30522 0.025 0.4 360 100.643 1.677 15994.92 168.5 171.9285 175.44 128.95 131.5779 154.7976 0.060 0.5 450 125.804 2.097 24992.06 329.1 335.7978 342.65 251.85 256.9881 302.339 0.116 0.6 540 150.964 2.516 35988.56 568.7 580.2587 592.10 435.19 444.0755 522.4418 0.201 0.7 630 176.125 2.935 48984.43 903.0 921.4293 940.23 691.07 705.1755 829.6182 0.319 0.8 720 201.286 3.355 63979.67 1347.9 1375.428 1403.50 1031.57 1052.623 1238.38 0.476 0.9 810 226.447 3.774 80974.26 1919.2 1958.373 1998.34 1468.78 1498.755 1763.241 0.678 1 900 251.607 4.193 99968.23 2632.7 2686.383 2741.207 2014.79 2055.905 2418.712 0.930 (%) Putaran mesin putaran propeller Q (Nm) DHP SHP RPM RPS (KQ ρ n2 D5) (2 π Q n) HP (DHP ηs) BHP scr BHP (kw) BHPmcr BHPmcr (kwbhp (%) 0.1 90 25.161 0.419 1041.34 2.7 2.798315 2.86 2.10 2.141568 2.519492 0.001 0.2 180 50.321 0.839 4165.34 21.9 22.38652 22.84 16.79 17.13254 20.15593 0.008 0.3 270 75.482 1.258 9372.02 74.0 75.55451 77.10 56.67 57.82233 68.02627 0.026 0.4 360 100.643 1.677 16661.37 175.5 179.0922 182.75 134.32 137.0603 161.2475 0.062 0.5 450 125.804 2.097 26033.39 342.8 349.7894 356.93 262.34 267.696 314.9364 0.121 0.6 540 150.964 2.516 37488.09 592.3 604.4361 616.77 453.33 462.5786 544.2102 0.209 0.7 630 176.125 2.935 51025.45 940.6 959.8221 979.41 719.87 734.5578 864.1856 0.332 0.8 720 201.286 3.355 66645.48 1404.1 1432.737 1461.98 1074.55 1096.483 1289.98 0.496 0.9 810 226.447 3.774 84348.19 1999.2 2039.972 2081.60 1529.98 1561.203 1836.709 0.706 1 900 251.607 4.193 104133.6 2742.3 2798.315 2855.42 2098.74 2141.568 2519.492 0.969
3000 2500 2000 1500 1000 500 max overload Min Rpm1 Rpm % p % Rpm P (KW) Rpm % p % Rpm P (KW) 65 27 585 702 65 18 585 468 70 38 630 988 65 27 585 702 80 60 720 1560 90 86 810 2236 Min Rpm 2 94 98 846 2548 Rpm % p % Rpm P (KW) 65 18 585 468 Max Rpm P% 70 20 630 520 Rpm % p % Rpm P (KW) 94 98 846 2548 Range For Countinus 100 100 900 2600 Rpm % p % Rpm P (KW) 70 20 630 520 72 30 648 780 75 42 675 1092 80 52 720 1352 90 73 810 1898 94 83 846 2158 100 100 900 2600 Series1 Series2 Series3 Series4 Series5 0 0 200 400 600 800 1000
0 200 400 600 800 1000 3000 2500 2000 1500 1000 500 Series1 Series2 Series3 Series4 Series5 CLEAN ROUGH 0 0 200 400 600 800 1000