Tahanan Kapal

MODUL 2. PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL

1.1. Sub Kompetensi

Kemampuan yang akan dimiliki oleh mahasiswa setelah memahami isi modul

ini adalah sebagai berikut :

- Mahasiswa mampu menghitung tahanan kapal dengan menggunakan

berbagai metode yang ada.

- Mahasiswa mampu memahami komponen tahannan yang ada di kapal.

MODUL AJAR TUGAS GAMBAR RENCANA UMUM 2-1


1.2. Uraian Materi

1.2.1. Tahanan Kapal

Pada tahapan ini dihitung harga tahanan kapal yang telah ditentukan ukuran

dimensi (Principal Particular) untuk mendapatkan harga tahanan sesuai

dengan kecepatan dinas dan daerah pelayaran kapal tersebut.

Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk menentukan harga dari

tahanan kapal. Metode tersebut seperti:

1. Methode Holtrop

2. Metode Van Lapp

3. Metode Auf Van Keller

4. Metode Guldhammer – Harvarld

5. Metode Yamagata

Pemilihan metode yang akan digunakan harus sesuai dengan spesifikasi dan

karakteristik dari jenis kapal. Beberapa pertimbangan yang mempengaruhi

ialah seperti Cb ( Coeficient block) dan Cp (Coeficient Prismatic)

Untuk tugas kali ini kita menggunakan metode Guldhammer – Harvarld.

1.2.2. Metode Guldhamer and Harvald

Optimasi besarnya tahanan yang terjadi pada kapal dilakukan

berdasarkan data-data yang diperoleh dari pengujian model pada tangki

percobaan yang hasilnya akan direpresentasikan dalam bentuk kurva

karakteristik model. Kurva tersebut dapat digunakan untuk menentukan

karakteristik dari kapal yang akan direncanakan dengan sarat kurva tersebut

harus ditambahkan dengan Correlation allowence.

Berdasarkan metode perhitungan tahanan yang dipublikasikan oleh

Guldhammer dan harvald, data-data karakteristik dari tahanan diperoleh

berdasarkan beberapa cara yaitu :

1. Semua data diacukan pada daerah (lingkup) model dan tahanan

model (RTm)ditentukan sebagai fungsi kecepatan.



2. Koefisien tahanan total spesifik model (CTm) ditentukan :

CTm=RTm

12ρ⋅v

m2⋅Sm

merupakan massa jenis dari fluida, Vm2 merupakan kecepatan

model dan Sm merupakan Luas permukaan basah model

3. Koefisien tahanan sisa spesifik ditentukan dari

CR = CTm - CFm

CFm adalah koefisien tahanan gesek spesifik. “Garis korelasi model –

kapal ITTC 1957” dipakai untuk menentukan koefisien tahanan

gesek.

CF= 0 , 075

( Log10 Rn−2)2

Diamana Rn merupakan angka Raynolds (

V⋅Lυ ), dengan υ yang

merupakan harga dari viskositas kinematis dan L adalah panjang

garis air.

4. CR dinyatakan sebagai fungsi froude Number yaitu :

Fn=V

√ g⋅L

5. Hasilnya dikelompokkan menurut rasio panjang displacement (L/∇1

3

), koefisien prismatik (ϕ ) model, ∇ merupakan volume

displacement, B merupakan lebar, T merupakan Sarat dan β

merupakan Koefisien penampang melintang tengah kapal (MidShip

Coefficient), yang keseluruhananya dihubungkan berdasarkan

persamaan sebagai berikut :

ϕ= ∇L⋅B⋅T⋅β

6. Diagram utama digambarkan untuk menyatakan Kurva rata-rata CR

untuk rasio Lebar – sarat (B/T) = 2,5.



1.2.3. Langkah-langkah Perhitungan Tahanan Kapal

1.2.3.1. Koeffisien block garis air (water line blok coefisient)

Koefisien block merupakan perbandingan antara volume displasment dengan

volume balok yang memiliki ukuran panjang ( l ),lebar ( b ),dan juga sarat ( t )

sama dengan kapal.cb ini menunjukan kapal itu raping atau gemuk.

lwl = ( 1+3% )lpp

cb(δ )wl = cb

LppLwl

1.2.3.2. Volume displasment ( ∇ )

Volume displasment menunjukan besarnya fluida yang di pindahkan oleh

badan kapal yang tercelup air. Perhitungan volume displacement dapat di

rumuskan sebagai:

∇ =lwl x b xt cbwl

1.2.3.3. Berat displasment ( ∆ )

merupakn besarnya fluida yang di pindahkan oleh badan kapal yang

tercelup air dalam satuan berat ( ton ).berat displasment dapat di cari dengan

persamaan :

∆ = ∇ . ρ

di mana : ρ untuk air laut sebesar 1.025 ton/m3

1.2.3.4. Koefisien prismatik ( cp(ϕ ))

koefisien ini merupakan perbandingan antara volume badan kapal yang

tercelup air dengan volume sebuah prisma dengan luas penampang midship

dan panjang kapal,koefisien prismatic di rumuskan sebagai berikut:

l displ = 0.5( lwl + lpp )

cb displ = ∇ /( ldispl x b x t )

cm displ = (0.08 cb displ) + 0.93

cp (ϕ ) = cb displ/cm displ



1.2.3.5. Rasio panjang – volume displasment (

L

∇ 1/3)

Merupakan panjang garis air muat tiap volume displacement dari kapal

yang direncanakan yang kemudian digunakan dalam pemilihan grafik

untuk menentukan besarnya koefisien tahanan sisa (103 Cr),

1.2.3.6. Besarnya froud number ( fn )

Fn =

Vs

√g . Lwl

Dinama :

Vs = Kecepatan kapal dalam knot (1 knot = 5,144 m/s)

g = Percepatan gravitasi ( 9,81 m/s2)

Lwl = Panjang garis air kapal.

1.2.3.7. koefisien gesek

dalam setiap benda yang bergerak dalam fluida pasti akan mengalami

gesekan sekecil apapun itu.untuk itu di lakukan penghitungan terhadap

gesekan dengan perhitungan:

Rn =

v .LWl

vk

vk adalah viskositas kinematis dari fluida dalam hal ini air laut sebesar 1.188

x 10-6

CF =

0. 075

( log Rn−2 )2

1.2.3.8. Besarnya koefisien tahanan sisa ( cr )

Besarnya harga CR diperoleh berdasarkan pembacaan beberapa kurva

(gambar 5.5.7 ~ 5.5.8, Sv. Aa. Harvald “Tahanan dan Propulsi Kapal” besar

harga cr di peroleh dengan pembacaan grafik.pada kapal .



1.2.3.9. Koreksi 103 CR terhadap B/T

Koreksi ini di lakukan karena perbedaan yang terjadi dari standarnya

saat percobaan,lebih besar atau juga lebih kecil.Untuk itu dalam hal ini perlu

di adakan koreksi dengan rumusan :

103 CR = 103 CR(B/T=2.5) + [0.16(B/T-2.5)]

1.2.3.10. Koreksi CR terhadap LCB

Dari NSP diagram ,perpotongan antara () dengan kurva B

mendapatkan titik yang selanjutnya dari titik itu di tarik garis lurus ke bawah

dan didapatkanlah LCB.Persentase dari kapal sebresar berapa % di depan atau

belakang kapal.

Setelah itu kita cari LCB standart sebagai fungsi linier angka Froud Fn.Besar

dari LCB standart ini dapat di cari pada Gambar 5.5.15 di buku TAHANAN

DAN PROPULSI ( Sv .Aa. Harvald )terdapat pada halaman 130.Dengan

memotongkan antara Fn dengan

garis LCB Standart di dapat :

Fn = 0.180535 ……………LCB = +1.5 %L

Jadi basar LCB standart dari “¤“LCB standart ke arah atas sejauh 1.5 maka

didapat besar LCB standart untuk kapal dengan Fn = 0.180535 sebesar LCB standart

=1.5 %.Dari data di atas maka di dapat

Δ LCB = 0.875486 % - 1.5 %

= -0.62451%.di depan ¤ kapal.

Untuk selanjutnya di lakukan koreksi terhadap LCB karena LCB berada di

depan kapal ,

maka : 103 CR = 103 CR (standart)+

∂103 C R

∂ LCB IΔ LCB I

= 0.654457 + ( 0.05 x 0.0062451 )

= 0.654769



1.2.3.11. Koreksi CR terhadap Bentuk badan Kapal

Karena kapal ini memiliki Fn = 0.180535 maka tidak perlu di adakan

penambahan koreksi terhadap garis perancangan.

1.2.3.12. Koreksi CR terhadap Anggota Badan Kapal

Koreksi ini di karenakan adanya bos baling – baling,penambahan

karena ini sebesar 4%.Sehingga di dapat :

103CR = (0.04 x 0.654769)+ 0.654769

1.2.3.13. Koefisien tahanan tambahan

Koefisien ini muncul karena pada kenyataanya kapal yang sebenarnya

tidak semulus model,untuk itu perlu di adakanya korelasi model-kapal

CA.Untuk displasment sebesar 11316.8692 Ton memiliki CA sebesar :

103 CA = 0.4 .. ....................................10000 t

103 CA = X ?........................................11316.8692 t

103 CA = 0……………………………...100000 t

Dari data di atas maka nilai X merupakan besarnya nilai dari koefisien

tahanan tambahan,dimana

X =

((100000−11316.8692) x 0. 4 )+((11316. 8692−10000 ) x0100000−10000

=

35473 . 2523290000 = 0.394

Jadi besarnya koefisien tahanan tambahan 103 CA = 0.394

(ref : tahanan dan propulsi kapal hal 132)

1.2.3.14. Koefisien tahanan udara

Merupakan tahanan yang berada pada bangunan kapal di atas garis

air untuk itu ada koreksi sebesar 103CAA = 0.07




1.2.3.15. Koefisien tahanan kemudi

Koefisien ini sebenarnya dapat di abaikan karena jumlahnya sangat

kecil dan juga bila kondisi kapal dalam keadaan stabil.tetapi akan lebih baik

jika di tambahkan tahanan kemudi sebesar 103CAS = 0.04.


Dari semua koefisien di atas maka akan di dapat koefisien tahanan

kapal sebesar:

CT = (CR + CF + CA + CAA + CAS)x 10-3

= (0.68096 + 1.626 +0.394 + 0.07 + 0.04 )10-3

= 2.81096 x 10-3

WSA = 1.025 LPP(PP.B + 1.7.T)

= 1.025 x 115.7 ( (0.7 x 17.12) + (1.7x7.97))

= 3028.022 m2


1.2.3.16. Tahanan Total

Dari nilai di atas maka selanjutnya kita dapat menentukan tahanan total

kapal sebesar :

RT(trial) =

CT xρ xv2 xWSA

2

=

2. 810961 x10−3 x 1.025 x (6 .17282) x3028 . 0222

= 168.1167 kN (ref : tahanan dan propulsi kapal hal 119)

Karena pada setip pelayaran memiliki daerah pelayaran sendiri maka di

adakan penambahan terhadap tahanan total sebesar sea margin.KM DATI ini

berlayar di ASIA TIMUR Jadi sea margin sebesar 15 – 20 %.

RT(dinas) = RT + 17% RT

= 168.1167 + (0.17 x 168.1167)

= 194.4723 kN




1.3. Rangkuman

1) Untuk mendapatkan data-data karakteristik dari tahanan Guldhammer dan

harvald, adalah dengan:

a) Semua data diacukan pada daerah (lingkup) model dan tahanan

model (RTm)ditentukan sebagai fungsi kecepatan.

b) Koefisien tahanan total spesifik model (CTm) ditentukan :

CTm=RTm

12ρ⋅v

m2⋅Sm

merupakan massa jenis dari fluida, Vm2 merupakan kecepatan

model dan Sm merupakan Luas permukaan basah model

c) Koefisien tahanan sisa spesifik ditentukan dari

CR = CTm - CFm

CFm adalah koefisien tahanan gesek spesifik. “Garis korelasi model –

kapal ITTC 1957” dipakai untuk menentukan koefisien tahanan

gesek.

CF= 0 , 075

( Log10 Rn−2)2

Diamana Rn merupakan angka Raynolds (

V⋅Lυ ), dengan υ yang

merupakan harga dari viskositas kinematis dan L adalah panjang

garis air.

d) CR dinyatakan sebagai fungsi froude Number yaitu :

Fn=V

√ g⋅L

e) Hasilnya dikelompokkan menurut rasio panjang displacement (

L/∇1

3 ), koefisien prismatik (ϕ ) model, ∇ merupakan volume

displacement, B merupakan lebar, T merupakan Sarat dan β

merupakan Koefisien penampang melintang tengah kapal (MidShip

Coefficient), yang keseluruhananya dihubungkan berdasarkan

persamaan sebagai berikut :



ϕ= ∇L⋅B⋅T⋅β

f) Diagram utama digambarkan untuk menyatakan Kurva rata-rata CR

untuk rasio Lebar – sarat (B/T) = 2,5.

1.4. Referensi

1) Harrington, Roy. L, editor.,[1992], Marine Engineering, SNAME.

2) Marine Auxiliary Machinery and System by Khetagurov published by

Peace Publisher, Moscow.

3) Resistance and Propulsion of Ship by SV.AA. Harvald published by Jon

Wiley and Sons, New York, 1992.

1.5. Latihan

Sebuah kapal tanker mempunyai ukuran utama sebagai berikut:

Jarak = 5093 mil laut

Lpp = 121,100 meter

Lwl = 125.944 meter

B = 19,200 meter

H = 11,300 meter

T = 7,500 meter

Cbpp = 0,80

Cbwl = 0,769

Cp = 0,788

Vs = 12,0 knots = 6,173 m/s

Hitunglah :

1. Volume Displacement (∇ )

2. Berat dispalcement (Δ)

3. Rasio panjang kapal dengan volume displacenment (

L

∇ 1/3)

4. Froude Number :

5. Tahanan Kapal, meliputi



a) Koefisien tahanan sisa (CR)

b) Koreksi terhadap B/T

c) Koreksi terhadap LCB

d) Koreksi appendages (anggota badan kapal)

e) Besarnya Luasan permukaan basah(S)

f) Koefisien tahanan Gesek (CF)

g) Koefisien tahanan tambahan (appendeges)

h) Koefisien tahanan udara dan kemudi

i) Koefisien tahanan total (CT)

j) Tahanan Total kapal pada kondisi trial (RT)



1.6. Lembar Kerja

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

.

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................



....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

.

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................



....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

.

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................



....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

.

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................



....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

.

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................



....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

...................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

.

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...................................................................................................................................

1.7. Jawaban

1. Volume Displacement (∇ )

= 13946,535 m3

2. Berat dispalcement ( )Δ

= 14295,1981 ton

3. Rasio panjang kapal dengan volume displacenment

= 5,249

4. Froude Number :

= 0,176

5.Perhitungan Tahanan Kapal :

a) Koefisien tahanan sisa (CR) = 0,923

b) Koreksi terhadap B/T = 0,933

c) Koreksi terhadap LCB = 0,855

d) Koreksi appendages = 0,961

e) Luasan permukaan basah (S) = 3370,061625 m2

f) Koefisien tahanan Gesek (CF) = 1,5907

g) Koefisien tahanan tambahan (appendeges) = 0,3809

h) Koefisien tahanan udara dan kemudi

103 CAA = 0,07

103 CAS = 0,04



i) Koefisien tahanan total (CT)

CT = 3,0426 x 10-3

j) Tahanan Total kapal pada kondisi trial (RT)

= 200248,433 Newton = 200,248433 KN


Documents

Tahanan Kapal