30
Tugas Propeller dan Sistem Perporosan Syukry Maulidy | 4207 100 079 1 MT.CUU_KEE 1 BAB PENDAHULUAN 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

Tahanan Kapal

  • Upload
    cuukee

  • View
    2.496

  • Download
    7

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 1

MT.CUU_KEE

1 BAB

PENDAHULUAN

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

Page 2: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 2

MT.CUU_KEE

2 BAB II

PERHITUNGAN DAYA KAPAL DAN PEMILIHAN MESIN INDUK

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 : MT.CUU_KEE

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 : SEMARANG-RIAU

Radius pelayaran : 900 Nautical mil

Page 3: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 3

MT.CUU_KEE

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

Page 4: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 4

MT.CUU_KEE

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 (L3/)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

Page 5: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 5

MT.CUU_KEE

h. Menghitung Frictional Resistance According to the ITTC Formula (RF)

RF(1+K1)= 0.5 salt water V2 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 V2 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/L3)0.16302}

Page 6: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 6

MT.CUU_KEE

c. Menghitung nilai C1

C1 = 2223105 C73.78613 (T/B)1.07961 (90-iE)-1.37566

d. Menghitung nilai C3

C3 = 0.56 ABT1.5 / { 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 (/L3)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 CP2 + 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

L3/ 512 C15 = -1.6939

512 < L3/ < 1727 C15 = (-1.69385) + (L3/ 1/3 - 8.0) / 2.37

L3/ > 1727 C15 = 0

m. Menghitung nilai m2

m2 = C15 CP2 exp (-0.1Fn

-2)

n. Menghitung nilai m3

m3 = (-7.20335) (B/L)0.326869 (T/B)0.605375

Page 7: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 7

MT.CUU_KEE

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 Fnd + 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 Fnd + 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 V2 )

c. Menghitung nilai Additional Pressure Resistance of Bulbous Bow near the

Water Surface (RB)

RB = 0.11 exp (-3PB-2) Fni

3 ABT1.5 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 V2 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

Page 8: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 8

MT.CUU_KEE

b. Menghitung nilai CA

CA = 0.006 ( L + 100 ) -0.16 - 0.00205 + 0.003 √( L / 7.5 ) CB4 C2 ( 0.04 - C4 )

c. Menghitung nilai Model Ship CorrelatIon Resistance (RA)

RA = 0.5 ρ V2 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 m3

(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))

= 36.0326 m

(An approximate power prediction method, page 7)

Cstern = 0

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)

Page 9: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 9

MT.CUU_KEE

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 (L3/)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 (127.923/16133.4)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 m2

(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 V2 CF (1+k1) S

= 0.5 x 1.025 x 7.2022 x 0.00158 x 1.22302 x 3808.07

= 195.607 Kn

Page 10: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 10

MT.CUU_KEE

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 D2 = 1.5 x 3.14 x 1.0562 = 2.25229 m2

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 m2

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

Page 11: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 11

MT.CUU_KEE

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 m2

type of appendage SAPP

1 + K2 SAPP

(1+K2) m2

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 V2 SAPP (1+K2)eq CF

= 0.5 x 1.025 x 7.2022 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)

Page 12: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 12

MT.CUU_KEE

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/L3)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 16133.4/127.923)0.16302}

= 22.54

(An approximate power prediction method, page 2)

C1 = 2223105 C73.78613 (T/B)1.07961 (90-iE)-1.37566

= 2223105 x 0.1583.78613 (8.8/20.2)1.07961 (90-22.54)-1.37566

= 2.54845 (An approximate power prediction method, page 8)

C3 = 0.56 ABT1.5 / { B T (0.31(√ABT) +TF-hB)}

= 0.56 x 01.5 / { 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

(An approximate power prediction method, page 8)

L/B = 127.92 / 20.2

= 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)

Page 13: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 13

MT.CUU_KEE

d = -0.9

(An approximate power prediction method, page 8)

C16 Cp = 0.719

C16 = 8.07981 CP - 13.8673 CP2 + 6.984388 CP

4

= 8.07981 x 0.719 - 13.8673 x 0.7192 + 6.984388 x 0.7194

= 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 16133.41/3/ 127.92 - 4.79323 20.2 /

127.92 – 1.23618

= - 2.1352

(An approximate power prediction method, page 8)

C15 L3/ = 127.923 / 16133.4

=129.745

C15 = -1.6939

(An approximate power prediction method, page 8)

m2 = C15 CP2 exp (-0.1Fn

-2)

= -1.6939 x 0.7192 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 Fnd + 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)

Page 14: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 14

MT.CUU_KEE

Fni = V / √( g ( TF - hB - 0.25 √ABT ) + 0.15 V2 )

=7.202 / √( 9.8 ( 8.8 - 0 - 0.25 √0 ) + 0.15 7.2022 )

= 0.56498

(An approximate power prediction method, page 3)

RB = 0.11 exp (-3PB-2) Fni

3 ABT1.5 ρ g / ( 1+ Fni

2 )

= 0.11 exp (-3 x 0-2) 0.564983 x 01.5 x 1.025 x 9.8 / ( 1+ 0.564982 )

= 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 ) )

=

(An approximate power prediction method, page 3)

C6 = 0

(An approximate power prediction method, page 3)

RTR = 0.5 ρ V2 AT C6

= 0.5 x 1.025 x 7.2022 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 ) CB4 C2 ( 0.04 - C4 )

= 0.006(127.92 + 100 ) -0.16 - 0.00205 + 0.003 √( 127.92 / 7.5 ) 0.714 x 1

(0.04 – 0.04)

= 0.00047

(An approximate power prediction method, page 3)

Page 15: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 15

MT.CUU_KEE

RA = 0.5 ρ V2 S CA

= 0.5 x 1.025 x 7.2022 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)

Page 16: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 16

MT.CUU_KEE

2.1.4 KESIMPULAN

NO UNIT SIMBOL NILAI SATUAN

1 Volume Displacement 16133.4 meter3

2 Weight displacement 16536.7 ton

3 Wetted surface Area S 3808.1 meter2

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

Page 17: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 17

MT.CUU_KEE

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

Page 18: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 18

MT.CUU_KEE

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

Page 19: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 19

MT.CUU_KEE

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

Page 20: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 20

MT.CUU_KEE

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 baling-

baling 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)

Page 21: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 21

MT.CUU_KEE

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)

Page 22: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 22

MT.CUU_KEE

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 arrangement-

nya, 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)

Page 23: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 23

MT.CUU_KEE

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.

(Harvald 5.5.27, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 135)

f) Menghitung Daya Yang Disalurkan (DHP)

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)

Page 24: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 24

MT.CUU_KEE

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.

Page 25: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 25

MT.CUU_KEE

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)

Page 26: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 26

MT.CUU_KEE

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

Page 27: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 27

MT.CUU_KEE

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 MT.CUU_KEE

dipilih mesin induk sebagai berikut :

Page 28: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 28

MT.CUU_KEE

Page 29: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 29

MT.CUU_KEE

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

Page 30: Tahanan Kapal

Tugas Propeller dan Sistem Perporosan

Syukry Maulidy | 4207 100 079 30

MT.CUU_KEE

gear box yang dipilih pada perancangan ini adalah gear box dengan ratio 1.649

dengan spesifikasi dibawah ini :

Merek : ZF MARINE

Tipe : ZF 20570 NR2B

Ratio gear box : 1.649