Saran - ANALISA TEKNIS - TUGAS AKHIR MN141581

BAB IV ANALISA TEKNIS

V.2 Saran

Dari penelitian ini, penulis dapat memberikan saran kepada beberapa pihak. Saran untuk PT. Pertamina (PERSERO) Perkapalan adalah :

1. Sejalan dengan kebijakan green ship yang dilakukan IMO, maka PT. Pertamina (PERSERO) bisa memperbanyak kapal yang dipasang ESD. Hal ini nertujuan untuk meningkatkan efisiensi gaya dorong pada kapal. 2. Memvariasikan model ESD dari kapal milik Pertamina (Persero) agar

kedepannya dapat menjadi sarana ilmu pengetahuan dan sarana riset di Indonesia.

Sedangkan untuk saran kepada pihak kampus adalah :

1. Memperbanyak riset tentang penggunaan ESD ini, bahkan dimulai untuk mahasiswa tahap Strata 1 (S1). Karena kedepannya, di Indonesia akan banyak kapal menggunakan perangkat ini.

2. Melakukan uji laboratorium dengan membuat model kapal yang dipasang ESD.

Serta untuk saran kepada yang ingin mengembangkan tugas akhir penulis adalah :

1. Dapat memvariasikan kecepatan selain dua kecepatan yang penulis ambil contohnya.

2. Dapat memvariasikan model ESD yang lainnya. Karena model ESD yang berbeda, bisa membuat nilai efisiensi thrust yang ditimbulkan berbeda-beda.

3. Jika menggunakan model ESD Becker™ Twisted Fins dapat divariasikan jarak antara propeler dan ESD nya.

4. Menghitung hambatan yang dihasilkan oleh ESD sehingga dapat mempertimbangkan apakah efisiensi yang dihasilkan lebih besar daripada hambatan yang ditimbulkan.

DAFTAR PUSTAKA

Ahadyanti, G. M. (2014). Modifikasi Bentuk Lambung Pada Shallow Draft Bulk Carrier Untuk Menurunkan Konsumsi Bahan Bakar. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Becker Marine System. (2016) Becker Twisted Fin. Diakses pada 15 September

2016, dari:

http://www.becker-marine-systems.com/03_products/products_twisted_fin.html

Harvald, Sv., Aa. . (1992). Diktat Tahanan dan Propulsi Kapal, Surabaya. Indonesia: Airlangga University Press

Holtrop, J., Mennen, G.G.J. (1982). An Approximate Power Prediction Method, International Shipbuilding Progress: Vol. 29, Netherland

Jong, J. H. D. (2015). A Framework for Energy Saving Devices (ESD) Decision Making, Netherland: MARIN

Leksono, Setyo. (2014). Disertasi Pemanfaatan Aliran Slipstream Di Belakang Propeller Kapal Sebagai Energi Penggerak Turbin. Surabaya, Indonesia: ITS

Lewis, Edward V. (1980). Principles of Naval Architecture Second Revision, Volume II, Resistance, Propulsion and Vibration. Jersey City, NJ : The Society of Naval Architects & Marine Engineers.

Munson, B.R. Young, D.F. & Okiishi T.H. (2002). Fluid Mechanics.USA : Departements of Mechanical Engineriing – Iowa State University

Pertamina (PERSERO) Shipping. (2015). Data-data Kapal, Propulsi dan ESD. Jakarta, Indonesia.

Putra, G. R. (2016). Studi Kasus: Penerapan Energy Saving Device Dalam Rangka Menaikkan Efisiensi Thrust Pada Kapal Tanker Pertamina 40000 LTDW. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Schneekluth, H and V. Bertram. (1998). Ship Design Efficiency and Economy, Second Edition, Oxford, UK: Butterworth Heinemann.

LAMPIRAN

LAMPIRAN 1: DATA KAPAL, DATA PROPELER & DATA ESD

UNTUK STUDI KASUS OLEH PT. PERTAMINA

(PERSERO) PERKAPALAN

LAMPIRAN 2: PERHITUNGAN HAMBATAN & THRUST PADA

KECEPATAN 10 KNOT, 15 KNOT (KECEPATAN DINAS KAPAL) & 18 KNOT TANKER 40000 LTDW PT. PERTAMINA (PERSERO) PERKAPALAN

LAMPIRAN 3: GRAFIK HASIL ANALISA ANSYS FLUENT PADA

LAMPIRAN 1 : DATA KAPAL, DATA PROPELER, DATA ESD UNTUK STUDI KASUS OLEH PT. PERTAMINA (PERSERO) PERKAPALAN

LAMPIRAN 2 : PERHITUNGAN HAMBATAN & PADA KECEPATAN 10 KNOT, 15 KNOT (KECEPATAN DINAS KAPAL) & 18 KNOT TANKER 40000 LTDW PT. PERTAMINA (PERSERO) PERKAPALAN

TUGAS AKHIR

I. UKURAN UTAMA DAN BESARAN

LWL = 182.52 m L_PP = 175.50 m B = 32.50 m H = 17.10 m T = 11.00 m V_speed = 10.0 knots 10 15 18 = 5.144 m/s Cb = 0.796 (block coefficient) Cp = 0.801 (prismatic coefficient) C_m = 0.994 (midship coefficient) C_w = 0.869 (waterplane coefficient) D = 51180.997 ton WSA = 8246.300 m² r = 1025.000 kg/m³ = 1.025 ton/m³ V = 49932.680 _m3 LCB = 1.955 m = 1.567 % g = 9.81 m/s² Fn = = 0.122 1 HP = 0.7355 kW

II. PERHITUNGAN HAMBATAN

Untuk perhitungan tahanan kapal digunakan metode Holtrop. Referensi:

A. Perhitungan (R_w/ W)

F_n = 0.122 Untuk F_n ≤ 0.4 maka ;

A.1 Perhitungan Koefisien C₁ (ref : PNA vol.II, hal.92) C₁= 2223105C4^3.7861(T/B)1.0796(90-iE)(-1.3757)

dimana ;

B/L = 0.178

Untuk (0.11 ≤ B/L ≤ 0.25), maka C4 = B/L, yaitu : C₄ = 0.178

(T/B)1.0796 = 0.338

iE = 125.67(B/L) - 162.25Cp2

+ 234.32Cp³ + 0.1551(LCB + (6.8(Ta-Tf)/T))³

= 39.296 ° (a half angle of entrance of the load waterline)

Lewis, Edward V., Principles of Naval Architecture, Volume II Resistance, Propulsion, and Vibration, The Society of Naval Architects and Marine Engineers, NJ, 1988.

HAMBATAN TOTAL : WL t L g v  ( ) [ ] W W R C k C S V _tot _F + + _A + ^W = 1 2 1 r 2 T R

C1 = 4.529 (ref : PNA vol.II, hal.93)

A.2 Perhitungan Koefisien C2 (ref : PNA vol.II, hal.92)

C2 = koefisien pengaruh bulbous bow C2 = e(-1.89)

ABT rB

BT(rB+i)

C2 = 1.00000(untuk kapal tanpa bulbous bow)

A.3 Perhitungan Koefisien C3 (ref : PNA vol.II, hal.93)

C3 = koefisien pengaruh bentuk transom stern terhadap hambatan C3 = 1 - 0,8 x AT

B x T x Cm

dimana ;

AT = 0 m²

C3 = 1.000

A.4 Parameter d (ref : PNA vol.II, hal.92)

d = -0.9 (tetapan untuk Fn ≤ 0.4)

A.5 Perhitungan Koefisien C5 (ref : PNA vol.II, hal.92) C5 = koefisien dengan fungsi koefisien prismatik (Cp)

dimana ; Cp = 0.801

Untuk (Cp ≤ 0.8), maka C5 dihitung sebagai berikut : C5 =8.0798Cp – 13.8673Cp2

+ 6.9844Cp³

C5 = 1.164

A.6 Perhitungan Koefisien C6 (ref : PNA vol.II, hal.92) C6 = koefisien pengaruh terhadap harga L3

/V dimana ;

/V = 121.772

Untuk (L³/V ≤ 512), maka C6 adalah : C6 = -1.694

A.7 Perhitungan Koefisien m1 (ref : PNA vol.II, hal.92) m1 = 0.01404 (L/T) - 1.7525 (V1/3

/L) - 4.7932 (B/L) - C5

0.01404 x (182.52/11.00) - 1.7525 x ((49932.68^1/3)/182.52) - 4.7932 x 0.178 - 1.211

= -2.138

A.8 Perhitungan Koefisien m2 (ref : PNA vol.II, hal.92) m2 = C6 x 0.4 x e-0.034 x Fn^(-3.29)

= -1.694x 0.4 x e-0.034 x 0.203^(-3.29)

= 0.000000

A.9 Perhitungan Koefisien l (ref : PNA vol.II, hal.92) l = koefisien pengaruh terhadap harga L/B

dimana ;

L/B = 5.616

Untuk (L/B < 12), maka l adalah :

l = 1.446Cp - 0.03 L/B = (1.446 x 0.801) - (0.03 x 5.616) = 0.990

A.10 Perhitungan W (ref : PNA vol.II, hal.64 - 65)

W =ρgV kN

= 1.025 x 9.81 x 49932.68 = 502085.58 kN

Sehingga, harga Rw / W adalah :

C1C2C3 e^{m 1 x Fn^d + m 2 cos (lFn^-2)} =

W R_W

= 2.946E-06

maka, harga R_W adalah : R_W = 1.4790 B. Perhitungan (1 + k)

B.1 Perhitungan Koefisien 1+k1 (ref : PNA vol.II, hal.91) 1+k₁= 0.93 + 0.4871c (B/L)1.0681

(T/L)^0.4611(L/LR)^0.1216(L³/V)^0.3649(1-Cp)^(-0.6042)

dimana ;

c = koefisien bentuk afterbody c = 1 + 0.011c_stern>>

Cstern = 0

c = 1 for normal section shape

c _stern= -25 for pram with gondola c stern = -10 for V-shaped sections c _stern= 0 for normal section shape

c stern = 10 for U-shaped sections with Hogner stern

B.2 Perhitungan LR/L (ref : PNA vol.II, hal.91) LR/L = 1 - Cp + 0.06Cp LCB / (4Cp - 1)

= 0.233

Sehingga, harga 1+k1 adalah :

1+k1 = 0.93 + 0.4871c (B/L)1.0681(T/L)0.4611(L/LR)0.1216(L3/V)0.3649(1-Cp)(-0.6042)

= 1.3156

(ref : PNA vol.II, tabel 25, hal.92)

1+k₂= 1.500 (for rudder of single screw ships) = 1.4 (for bilge keels)

(1+k₂)_eff= 1.438

= 1.433041203

B.4 Perhitungan Luas Permukaan Basah (WSA) badan kapal (ref : PNA vol.II, hal.91)

WSA = L(2T+B)Cm0.5(0.4530+0.4425Cb-0.2863Cm-0.003467(B/T)+0.3696Cwp) + 2.38(A_BT/Cb) = 8248.21 m²

B.5 Perhitungan Luas Permukaan Basah tonjolan pada kapal (ref : BKI vol.II, sec.14 A.3, hal.14 -1) Skemudi = luasan daun kemudi

= C₁ C₂ C₃ C₄ ((1.75 L T) /100)

dimana ;

C₁ = 1.0 for general C2 = 0.9 for semi spade rudder

C₃ = 1.0 for NACA profile and plate rudder C₄ = 1.0 for rudder in the propeller jet Skemudi = 1.0 x 0.9 x 1.0 x 1.0 x ((1.75 x 182.52 x 11.00)/100)

= 63.243 m² dikali 2 karena yang tercelup kanan dan kiri

Sbilge = luasan bilge keels (ref : Practical Ship Design, hal.254)

= 0.6 Cb L (0.18/(Cb-0.2)) = 105.327 m² Sapp =S_kemudi + S_bilge

= 168.570m²

Maka, total luas permukaan basah kapal adalah : Stotal = WSA + Sapp

= 8248.2 + 168.57 = 8416.779 m²

B.6 Perhitungan Koefisien 1+k (ref : PNA vol.II, hal.92) 1+ k= 1+ k₁+ [1+ k₂- (1+ k₁)] Sapp/Stot

= 1.329 + [(1.425 - 1.329) x (67.451 / 1953.129)] = 1.318

C. Perhitungan Koefisien Gesek, CF (ref : PNA vol.II, hal.90)

B.3 Perhitungan Koefisien 1+k₂

Koefisien ini merupakan koefisien akibat pengaruh tonjolan yang terdapat pada lambung kapal di bawah permukaan garis air.

Untuk perhitungan harga koefisien gesek ini, dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus

CF = 0.075 / (log Rn - 2)2 dimana ; Rn = υ =1.1883 x 10-6 = ( 5.14 x 182.52 )/ 1.1883 x 10-6 = 790099284 CF = 0.075 / [log (790099283.9) - 2 ]^2 = 0.00158

D. Perhitungan model-ship correlation allowance, CA (ref : PNA vol.II, hal.93) CA = 0.006 (LWL + 100)-0.16

- 0.00205

dimana ; T/LWL = 0.060

Untuk (T/LWL > 0.04), maka CA adalah : CA = 0.006 (182.520 + 100)^-0.16 - 0.00205

= 0.000382

E. Perhitungan Hambatan Total, RT (ref : PNA vol.II, hal.93)

= 0.5 x 1.025 x(5.14)^2 x 8416.78 x[(1.58E-3 x 1.32)+3.82E-4]+(2.95E-6 x 502085.58) = 282.3020 kN Perhitungan TM1 135.48 k N

Koreksi untuk jalur pelayaran di Asia Tenggara sebesar 15% - 20% (ITTC 1957)

= 282.302 kN

F. Perhitungan Effective Horse Power, EHP (ref : PNA vol.II, hal.153)

EHP = RT x Vsea

= 282.30 x 5.14 = 1452.287 kN m/s2

= 1452.287 / 0.7355 = 1974.557 HP

G. Perhitungan Delivery Horse Power, DHP (ref : PNA vol.II, hal.153)

DHP = EHP / hD

dimana ;

hD = hH x hR x ho hH = Hull efisiensi

= (1 - t) / (1- w)

G.1 Perhitungan Thrust deduction, t (ref : PNA vol.II, hal.162)

t =

D = 7.70 m

Cstern = 0 (normal-shaped section)

maka, dapat dihitung harga t adalah :

t = 0.140

G.2 Perhitungan wake fraction, w (ref : PNA vol.II, hal.163)

w = 0.3095 Cb+10 Cv Cb - 0.1 untuk single screw dan transom stern dimana; Cv = (1 + k) CF + CA (ref : PNA vol.II, hal.162)

= (1.32 x 1.58E-3) + 3.82E-4 = 0.00246

maka, dapat dihitung harga w adalah :

w = 0.158

G.3 Perhitungan efisiensi hull, hH (ref : PNA vol.II, hal.152)

hH = (1 - t) / (1- w)

= (1 - 0.140) / (1 - (0.158))

= 1.022

G.4 Perhitungan efisiensi Rotative, hR

hR = 0.980

(ref : Ship Resistance and Propulsion, Modul 7, hal.2) u Lwl v. ( ) [ ] W W R C k C S V W A F tot + + + = 1 2 1 R 2 T r ( Cp LCB) CSTERN D BT L B . 0015 , 0 0225 , 0 1 25014 , 0 01762 , 0 2624 , 0 28956 , 0 + +             

h o=0.50 ≤ η0 ≤ 0.669

= 0.600

G.6 Perhitungan efisiensi propulsif, hD (ref : PNA vol.II, hal.153)

hD = hH x hR x hp = 1.022 x 0.980 x 0.600

= 0.601

Sehingga, harga DHP adalah :

DHP = EHP / hD = 1974.557 / 0.601 = 3286.318 HP H. Perhitungan Break Horse Power, BHP

SHP = DHP Untuk mesin diesel, P_S = P_D

= 3353.39 HP

H.2 Perhitungan Break Horse Power, BHP

BHP = SHP / ht (ref : Parametric Design chapter 11, hal.11-29) (ref : Parametric Design chapter 11, hal.11-33)

ht =∏ ( 1-li )

li = 0.010 for each gear reduction

li = 0.005 for the trust bearing

li = 0.010 for a reversing gear path

ht =( 1 - 0,010 ) x ( 1 - 0,005 ) x ( 1 - 0,010 )

= 0.975

BHP = SHP / 0,975 = 3439.370 HP

= 2529.657 kw

C. Perhitungan Maximum Continues Rating (MCR) MCR =

= 3955.27598 HP = 2909.105 kw

(ref : Modul kuliah Pengantar Teknologi Kelautan, oleh : Petrus Eko Panunggal)

BHP + 15 % BHP

Ï Menentukan Speed of Advance (Va)

Va = Vs x ( 1 - w) (ref : PNA vol.II, hal.146)

= 10.0 x (1 - 0.1584) = 8.416 knots

= 4.329 m/s

Speed of advance (Va) adalah kecepatan air yang menuju baling - baling atau kecepatan maju baling - baling dalam knot.

AE/AO 0.40 0.00 h_p 0.6528 0.6502 Kt 0.2071 0.2005 J_A 0.5904 0.7174 P/D 0.7000 1.0578 n 66.666 54.8572 Kq 0.0298 0.0352 AD 13.6848 18.8166 Ap/AD 0.9067 0.8248 AP 12.4080 15.5192 VR 16.6978 13.9584 tC 0.1851 0.2118 hgell 1.3163 1.3163 h' _8.5213 _8.5213 s0,7R 1.2747 1.8240

t

_{c max} 0.5552 1.0458 T 497.3633 325.9021 Perhitungan efisiensi propeler Menggunakan Kt-Kq-J diagram T (sarat) = 11.00 m D = 0,6 x T = 6.60 m Z = 4 buah R_T = 282.30 kN t = 0.140 R_T/(1-t) 282.302 / (1 - 0.140)= = 328.258 kN T = R_T/(1-t) = 328.258 kN g = 9.81 m/s² Va = 4.33 m/s r = 1025 kg/m³

TUGAS AKHIR

I. UKURAN UTAMA DAN BESARAN

L_WL = 182.52 m L_PP = 175.50 m B = 32.50 m H = 17.10 m T = 11.00 m V_speed = 15.0 knots 10 15 18 = 7.717 m/s Cb = 0.796 (block coefficient) Cp = 0.801 (prismatic coefficient) C_m = 0.994 (midship coefficient) C_w = 0.869 (waterplane coefficient) D = 51180.997 ton WSA = 8246.300 m² r = 1025.000 kg/m3 = 1.025 ton/m³ V = 49932.680 _m3 LCB = 1.955 m = 1.567 % g = 9.81 m/s² Fn = = 0.182 1 HP = 0.7355 kW

II. PERHITUNGAN HAMBATAN

Untuk perhitungan tahanan kapal digunakan metode Holtrop. Referensi:

A. Perhitungan (R_w/ W)

Fn = 0.182 Untuk F_n ≤ 0.4 maka ;

A.1 Perhitungan Koefisien C₁ (ref : PNA vol.II, hal.92) C₁= 2223105C₄3.7861

(T/B)^1.0796(90-iE)^(-1.3757)

dimana ;

B/L = 0.178

Untuk (0.11 ≤ B/L ≤ 0.25), maka C4 = B/L, yaitu : C₄ = 0.178

(T/B)^1.0796 = 0.338

iE = 125.67(B/L) - 162.25Cp2

+ 234.32Cp³ + 0.1551(LCB + (6.8(Ta-Tf)/T))³

= 39.296 ° (a half angle of entrance of the load waterline)

Lewis, Edward V., Principles of Naval Architecture, Volume II Resistance, Propulsion, and Vibration, The Society of Naval Architects and Marine Engineers, NJ, 1988.

HAMBATAN TOTAL : WL t L g v  ( ) [ ] W W R C k C S V _tot _F + + _A + ^W = 1 2 1 r 2 T R

C1 = 4.529 (ref : PNA vol.II, hal.93)

A.2 Perhitungan Koefisien C2 (ref : PNA vol.II, hal.92)

C2 = koefisien pengaruh bulbous bow C2 = e(-1.89)

ABT rB

BT(rB+i)

C2 = 1.00000 (untuk kapal tanpa bulbous bow)

A.3 Perhitungan Koefisien C3 (ref : PNA vol.II, hal.93)

C3 = koefisien pengaruh bentuk transom stern terhadap hambatan C3 = 1 - 0,8 x A_T

B x T x Cm

dimana ;

AT = 0 m²

C3 = 1.000

A.4 Parameter d (ref : PNA vol.II, hal.92)

d = -0.9 (tetapan untuk Fn ≤ 0.4)

A.5 Perhitungan Koefisien C5 (ref : PNA vol.II, hal.92) C5 = koefisien dengan fungsi koefisien prismatik (Cp)

dimana ; Cp = 0.801

Untuk (Cp ≤ 0.8), maka C5 dihitung sebagai berikut : C5 =8.0798Cp – 13.8673Cp2

+ 6.9844Cp3

C5 = 1.164

A.6 Perhitungan Koefisien C6 (ref : PNA vol.II, hal.92) C6 = koefisien pengaruh terhadap harga L3

/V dimana ;

L³/V = 121.772

Untuk (L3/V ≤ 512), maka C6 adalah : C6 = -1.694

A.7 Perhitungan Koefisien m1 (ref : PNA vol.II, hal.92) m1 = 0.01404 (L/T) - 1.7525 (V1/3

/L) - 4.7932 (B/L) - C5

0.01404 x (182.52/11.00) - 1.7525 x ((49932.68^1/3)/182.52) - 4.7932 x 0.178 - 1.211

= -2.138

A.8 Perhitungan Koefisien m2 (ref : PNA vol.II, hal.92) m2 = C₆x 0.4 x e^{-0.034 x Fn^(-3.29)}

= -1.694x 0.4 x e^{-0.034 x 0.203^(-3.29)}

= -0.000070

A.9 Perhitungan Koefisien l (ref : PNA vol.II, hal.92) l = koefisien pengaruh terhadap harga L/B

dimana ; L/B = 5.616

Untuk (L/B < 12), maka l adalah :

l = 1.446Cp - 0.03 L/B = (1.446 x 0.801) - (0.03 x 5.616) = 0.990

A.10 Perhitungan W (ref : PNA vol.II, hal.64 - 65)

W =ρgV kN

= 1.025 x 9.81 x 49932.68 = 502085.58 kN

Sehingga, harga Rw / W adalah :

C C C e^{m 1 x Fn^d + m 2 cos (lFn^-2)} =

= 2.295E-04

maka, harga R_W adalah : R_W = 115.2237 B. Perhitungan (1 + k)

B.1 Perhitungan Koefisien 1+k1 (ref : PNA vol.II, hal.91) 1+k₁= 0.93 + 0.4871c (B/L)1.0681

(T/L)^0.4611(L/LR)^0.1216(L³/V)^0.3649(1-Cp)^(-0.6042)

dimana ;

c = koefisien bentuk afterbody c = 1 + 0.011c_stern>>

Cstern = 0

c = 1 for normal section shape

c _stern= -25 for pram with gondola c stern = -10 for V-shaped sections c _stern= 0 for normal section shape

c stern = 10 for U-shaped sections with Hogner stern

B.2 Perhitungan LR/L (ref : PNA vol.II, hal.91) LR/L = 1 - Cp + 0.06Cp LCB / (4Cp - 1)

= 0.233

Sehingga, harga 1+k1 adalah :

1+k1 = 0.93 + 0.4871c (B/L)1.0681(T/L)0.4611(L/LR)0.1216(L3/V)0.3649(1-Cp)(-0.6042)

= 1.3156

(ref : PNA vol.II, tabel 25, hal.92)

1+k₂= 1.500 (for rudder of single screw ships) = 1.4 (for bilge keels)

(1+k₂)_eff= 1.438

= 1.433041203

B.4 Perhitungan Luas Permukaan Basah (WSA) badan kapal (ref : PNA vol.II, hal.91)

WSA = L(2T+B)Cm0.5(0.4530+0.4425Cb-0.2863Cm-0.003467(B/T)+0.3696Cwp) + 2.38(A_BT/Cb) = 8248.21 m²

B.5 Perhitungan Luas Permukaan Basah tonjolan pada kapal (ref : BKI vol.II, sec.14 A.3, hal.14 -1) Skemudi = luasan daun kemudi

= C₁ C₂ C₃ C₄ ((1.75 L T) /100)

dimana ;

C₁ = 1.0 for general C2 = 0.9 for semi spade rudder

C₃ = 1.0 for NACA profile and plate rudder C₄ = 1.0 for rudder in the propeller jet Skemudi = 1.0 x 0.9 x 1.0 x 1.0 x ((1.75 x 182.52 x 11.00)/100)

= 63.243 m² dikali 2 karena yang tercelup kanan dan kiri

Sbilge = luasan bilge keels (ref : Practical Ship Design, hal.254)

= 0.6 Cb L (0.18/(Cb-0.2)) = 105.327 m² Sapp =S_kemudi + S_bilge

= 168.570m²

Maka, total luas permukaan basah kapal adalah : Stotal = WSA + Sapp

= 8248.2 + 168.57 = 8416.779 m²

B.6 Perhitungan Koefisien 1+k (ref : PNA vol.II, hal.92) 1+ k= 1+ k₁+ [1+ k₂- (1+ k₁)] Sapp/Stot

= 1.329 + [(1.425 - 1.329) x (67.451 / 1953.129)] = 1.318

C. Perhitungan Koefisien Gesek, CF (ref : PNA vol.II, hal.90)

B.3 Perhitungan Koefisien 1+k₂

Koefisien ini merupakan koefisien akibat pengaruh tonjolan yang terdapat pada lambung kapal di bawah permukaan garis air.

Untuk perhitungan harga koefisien gesek ini, dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus

CF = 0.075 / (log Rn - 2)2 dimana ; Rn = υ =1.1883 x 10-6 = ( 7.72 x 182.52 )/ 1.1883 x 10-6 = 790099284 CF = 0.075 / [log (790099283.9) - 2 ]^2 = 0.00158

D. Perhitungan model-ship correlation allowance, CA (ref : PNA vol.II, hal.93) CA = 0.006 (LWL + 100)-0.16

- 0.00205

dimana ; T/LWL = 0.060

Untuk (T/LWL > 0.04), maka CA adalah : CA = 0.006 (182.520 + 100)^-0.16 - 0.00205

= 0.000382

E. Perhitungan Hambatan Total, RT (ref : PNA vol.II, hal.93)

= 0.5 x 1.025 x(7.72)^2 x 8416.78 x[(1.58E-3 x 1.32)+3.82E-4]+(2.29E-4 x 502085.58) = 747.0754 kN Perhitungan TM1 135.48 k N

Koreksi untuk jalur pelayaran di Asia Tenggara sebesar 15% - 20% (ITTC 1957)

= 747.075 kN

F. Perhitungan Effective Horse Power, EHP (ref : PNA vol.II, hal.153)

EHP = RT x Vsea

= 747.08 x 7.72 = 5764.932 kN m/s2

= 5764.932 / 0.7355 = 7838.113 HP

G. Perhitungan Delivery Horse Power, DHP (ref : PNA vol.II, hal.153)

DHP = EHP / hD

dimana ;

hD = hH x hR x ho hH = Hull efisiensi

= (1 - t) / (1- w)

G.1 Perhitungan Thrust deduction, t (ref : PNA vol.II, hal.162)

t =

D = 7.70 m

Cstern = 0 (normal-shaped section)

maka, dapat dihitung harga t adalah :

t = 0.140

G.2 Perhitungan wake fraction, w (ref : PNA vol.II, hal.163)

w = 0.3095 Cb+10 Cv Cb - 0.1 untuk single screw dan transom stern dimana; Cv = (1 + k) CF + CA (ref : PNA vol.II, hal.162)

= (1.32 x 1.58E-3) + 3.82E-4 = 0.00246

maka, dapat dihitung harga w adalah :

w = 0.158

G.3 Perhitungan efisiensi hull, hH (ref : PNA vol.II, hal.152)

hH = (1 - t) / (1- w)

= (1 - 0.140) / (1 - (0.158))

= 1.022

G.4 Perhitungan efisiensi Rotative, hR

hR = 0.980

h o=0.50 ≤ η0 ≤ 0.669

= 0.600

G.6 Perhitungan efisiensi propulsif, hD (ref : PNA vol.II, hal.153)

hD = hH x hR x hp = 1.022 x 0.980 x 0.600

= 0.601

Sehingga, harga DHP adalah :

DHP = EHP / hD = 7838.113 / 0.601 = 13045.220 HP H. Perhitungan Break Horse Power, BHP

SHP = DHP Untuk mesin diesel, PS = PD

= 13311.45 HP

H.2 Perhitungan Break Horse Power, BHP

BHP = SHP / ht (ref : Parametric Design chapter 11, hal.11-29) (ref : Parametric Design chapter 11, hal.11-33)

ht =∏ ( 1-li )

li = 0.010 for each gear reduction

li = 0.005 for the trust bearing

li = 0.010 for a reversing gear path

ht =( 1 - 0,010 ) x ( 1 - 0,005 ) x ( 1 - 0,010 )

= 0.975

BHP = SHP / 0,975 = 13652.768 HP

= 10041.611 kw

C. Perhitungan Maximum Continues Rating (MCR) MCR =

= 15700.6832 HP = 11547.852 kw

(ref : Modul kuliah Pengantar Teknologi Kelautan, oleh : Petrus Eko Panunggal)

BHP + 15 % BHP

Ï Menentukan Speed of Advance (Va)

Va = Vs x ( 1 - w) (ref : PNA vol.II, hal.146)

= 15.0 x (1 - 0.1584) = 12.624 knots

= 6.494 m/s

Speed of advance (Va) adalah kecepatan air yang menuju baling - baling atau kecepatan maju baling - baling dalam knot.

AE/AO 0.40 0.00 h_p 0.6528 0.6502 Kt 0.2071 0.2005 J_A 0.5904 0.7174 P/D 0.7000 1.0578 n 100.000 82.2857 Kq 0.0298 0.0352 AD 13.6848 18.8166 Ap/AD 0.9067 0.8248 AP 12.4080 15.5192 VR 25.0467 20.9377 tC 0.2178 0.2491 hgell 1.3163 1.3163 h' _8.5213 _8.5213 s0,7R 0.5665 0.8107

t

_{c max} 0.2024 0.3405 T 1119.0674 733.2798 Perhitungan efisiensi propeler Menggunakan Kt-Kq-J diagram T (sarat) = 11.00 m D = 0,6 x T = 6.60 m Z = 4 buah R_T = 747.08 kN t = 0.140 R_T/(1-t) 747.075 / (1 - 0.140)= = 868.692 kN T = R_T/(1-t) = 868.692 kN g = 9.81 m/s2 Va = 6.49 m/s r = 1025 kg/m³

TUGAS AKHIR

I. UKURAN UTAMA DAN BESARAN

L_WL = 182.52 m L_PP = 175.50 m B = 32.50 m H = 17.10 m T = 11.00 m V_speed = 18.0 knots 10 15 18 = 9.260 m/s Cb = 0.796 (block coefficient) Cp = 0.801 (prismatic coefficient) C_m = 0.994 (midship coefficient) C_w = 0.869 (waterplane coefficient) D = 51180.997 ton WSA = 8246.300 m² r = 1025.000 kg/m3 = 1.025 ton/m³ V = 49932.680 _m3 LCB = 1.955 m = 1.567 % g = 9.81 m/s² Fn = = 0.219 1 HP = 0.7355 kW

II. PERHITUNGAN HAMBATAN

Untuk perhitungan tahanan kapal digunakan metode Holtrop. Referensi:

A. Perhitungan (R_w/ W)

Fn = 0.219 Untuk F_n ≤ 0.4 maka ;

A.1 Perhitungan Koefisien C₁ (ref : PNA vol.II, hal.92) C₁= 2223105C₄3.7861

(T/B)^1.0796(90-iE)^(-1.3757)

dimana ;

B/L = 0.178

Untuk (0.11 ≤ B/L ≤ 0.25), maka C4 = B/L, yaitu : C₄ = 0.178

(T/B)^1.0796 = 0.338

iE = 125.67(B/L) - 162.25Cp2

+ 234.32Cp³ + 0.1551(LCB + (6.8(Ta-Tf)/T))³

= 39.296 ° (a half angle of entrance of the load waterline)

Lewis, Edward V., Principles of Naval Architecture, Volume II Resistance, Propulsion, and Vibration, The Society of Naval Architects and Marine Engineers, NJ, 1988.

HAMBATAN TOTAL : WL t L g v  ( ) [ ] W W R C k C S V _tot _F + + _A + ^W = 1 2 1 r 2 T R

C1 = 4.529 (ref : PNA vol.II, hal.93)

A.2 Perhitungan Koefisien C2 (ref : PNA vol.II, hal.92)

C2 = koefisien pengaruh bulbous bow C2 = e(-1.89)

ABT rB

BT(rB+i)

C2 = 1.00000(untuk kapal tanpa bulbous bow)

A.3 Perhitungan Koefisien C3 (ref : PNA vol.II, hal.93)

C3 = koefisien pengaruh bentuk transom stern terhadap hambatan C3 = 1 - 0,8 x A_T

B x T x Cm

dimana ;

AT = 0 m²

C3 = 1.000

A.4 Parameter d (ref : PNA vol.II, hal.92)

d = -0.9 (tetapan untuk Fn ≤ 0.4)

A.5 Perhitungan Koefisien C5 (ref : PNA vol.II, hal.92) C5 = koefisien dengan fungsi koefisien prismatik (Cp)

dimana ; Cp = 0.801

Untuk (Cp ≤ 0.8), maka C5 dihitung sebagai berikut : C5 =8.0798Cp – 13.8673Cp2

+ 6.9844Cp3

C5 = 1.164

A.6 Perhitungan Koefisien C6 (ref : PNA vol.II, hal.92) C6 = koefisien pengaruh terhadap harga L3

/V dimana ;

L³/V = 121.772

Untuk (L3/V ≤ 512), maka C6 adalah : C6 = -1.694

A.7 Perhitungan Koefisien m1 (ref : PNA vol.II, hal.92) m1 = 0.01404 (L/T) - 1.7525 (V1/3

/L) - 4.7932 (B/L) - C5

0.01404 x (182.52/11.00) - 1.7525 x ((49932.68^1/3)/182.52) - 4.7932 x 0.178 - 1.211

= -2.138

A.8 Perhitungan Koefisien m2 (ref : PNA vol.II, hal.92) m2 = C₆x 0.4 x e^{-0.034 x Fn^(-3.29)}

= -1.694x 0.4 x e^{-0.034 x 0.203^(-3.29)}

= -0.004384

A.9 Perhitungan Koefisien l (ref : PNA vol.II, hal.92) l = koefisien pengaruh terhadap harga L/B

dimana ;

L/B = 5.616

Untuk (L/B < 12), maka l adalah :

l = 1.446Cp - 0.03 L/B = (1.446 x 0.801) - (0.03 x 5.616) = 0.990

A.10 Perhitungan W (ref : PNA vol.II, hal.64 - 65)

W =ρgV kN

= 1.025 x 9.81 x 49932.68 = 502085.58 kN

Sehingga, harga Rw / W adalah :

C C C e^{m 1 x Fn^d + m 2 cos (lFn^-2)} =

= 1.021E-03

maka, harga R_W adalah : R_W = 512.6207 B. Perhitungan (1 + k)

B.1 Perhitungan Koefisien 1+k1 (ref : PNA vol.II, hal.91) 1+k₁= 0.93 + 0.4871c (B/L)1.0681

(T/L)^0.4611(L/LR)^0.1216(L³/V)^0.3649(1-Cp)^(-0.6042)

dimana ;

c = koefisien bentuk afterbody c = 1 + 0.011c_stern>>

Cstern = 0

c = 1 for normal section shape

c _stern= -25 for pram with gondola c stern = -10 for V-shaped sections c _stern= 0 for normal section shape

c stern = 10 for U-shaped sections with Hogner stern

B.2 Perhitungan LR/L (ref : PNA vol.II, hal.91) LR/L = 1 - Cp + 0.06Cp LCB / (4Cp - 1)

= 0.233

Sehingga, harga 1+k1 adalah :

1+k1 = 0.93 + 0.4871c (B/L)1.0681(T/L)0.4611(L/LR)0.1216(L3/V)0.3649(1-Cp)(-0.6042)

= 1.3156

(ref : PNA vol.II, tabel 25, hal.92)

1+k₂= 1.500 (for rudder of single screw ships) = 1.4 (for bilge keels)

(1+k₂)_eff= 1.438

= 1.433041203

B.4 Perhitungan Luas Permukaan Basah (WSA) badan kapal (ref : PNA vol.II, hal.91)

WSA = L(2T+B)Cm0.5(0.4530+0.4425Cb-0.2863Cm-0.003467(B/T)+0.3696Cwp) + 2.38(A_BT/Cb) = 8248.21 m²

B.5 Perhitungan Luas Permukaan Basah tonjolan pada kapal (ref : BKI vol.II, sec.14 A.3, hal.14 -1) Skemudi = luasan daun kemudi

= C₁ C₂ C₃ C₄ ((1.75 L T) /100)

dimana ;

C₁ = 1.0 for general C2 = 0.9 for semi spade rudder

C₃ = 1.0 for NACA profile and plate rudder C₄ = 1.0 for rudder in the propeller jet Skemudi = 1.0 x 0.9 x 1.0 x 1.0 x ((1.75 x 182.52 x 11.00)/100)

= 63.243 m² dikali 2 karena yang tercelup kanan dan kiri

Sbilge = luasan bilge keels (ref : Practical Ship Design, hal.254)

= 0.6 Cb L (0.18/(Cb-0.2)) = 105.327 m² Sapp =S_kemudi + S_bilge

= 168.570m²

Maka, total luas permukaan basah kapal adalah : Stotal = WSA + Sapp

= 8248.2 + 168.57 = 8416.779 m²

B.6 Perhitungan Koefisien 1+k (ref : PNA vol.II, hal.92) 1+ k= 1+ k₁+ [1+ k₂- (1+ k₁)] Sapp/Stot

= 1.329 + [(1.425 - 1.329) x (67.451 / 1953.129)] = 1.318

C. Perhitungan Koefisien Gesek, CF (ref : PNA vol.II, hal.90)

B.3 Perhitungan Koefisien 1+k₂

Koefisien ini merupakan koefisien akibat pengaruh tonjolan yang terdapat pada lambung kapal di bawah permukaan garis air.

Untuk perhitungan harga koefisien gesek ini, dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus

CF = 0.075 / (log Rn - 2)2 dimana ; Rn = υ =1.1883 x 10-6 = ( 9.26 x 182.52 )/ 1.1883 x 10-6 = 790099284 CF = 0.075 / [log (790099283.9) - 2 ]^2 = 0.00158

D. Perhitungan model-ship correlation allowance, CA (ref : PNA vol.II, hal.93) CA = 0.006 (LWL + 100)-0.16

- 0.00205

dimana ; T/LWL = 0.060

Untuk (T/LWL > 0.04), maka CA adalah : CA = 0.006 (182.520 + 100)^-0.16 - 0.00205

= 0.000382

E. Perhitungan Hambatan Total, RT (ref : PNA vol.II, hal.93)

= 0.5 x 1.025 x(9.26)^2 x 8416.78 x[(1.58E-3 x 1.32)+3.82E-4]+(1.02E-3 x 502085.58) = 1422.4872 kN Perhitungan TM1 135.48 k N

Koreksi untuk jalur pelayaran di Asia Tenggara sebesar 15% - 20% (ITTC 1957)

= 1422.487 kN

F. Perhitungan Effective Horse Power, EHP (ref : PNA vol.II, hal.153)

EHP = RT x Vsea

= 1422.49 x 9.26 = 13172.231 kN m/s2

= 13172.231 / 0.7355 = 17909.220 HP

G. Perhitungan Delivery Horse Power, DHP (ref : PNA vol.II, hal.153)

DHP = EHP / hD

dimana ;

hD = hH x hR x ho hH = Hull efisiensi

= (1 - t) / (1- w)

G.1 Perhitungan Thrust deduction, t (ref : PNA vol.II, hal.162)

t =

D = 7.70 m

Cstern = 0 (normal-shaped section)

maka, dapat dihitung harga t adalah :

t = 0.140

G.2 Perhitungan wake fraction, w (ref : PNA vol.II, hal.163)

w = 0.3095 Cb+10 Cv Cb - 0.1 untuk single screw dan transom stern dimana; Cv = (1 + k) CF + CA (ref : PNA vol.II, hal.162)

= (1.32 x 1.58E-3) + 3.82E-4 = 0.00246

maka, dapat dihitung harga w adalah :

w = 0.158

G.3 Perhitungan efisiensi hull, hH (ref : PNA vol.II, hal.152)

hH = (1 - t) / (1- w)

= (1 - 0.140) / (1 - (0.158))

= 1.022

G.4 Perhitungan efisiensi Rotative, hR

hR = 0.980

h o=0.50 ≤ η0 ≤ 0.669

= 0.600

G.6 Perhitungan efisiensi propulsif, hD (ref : PNA vol.II, hal.153)

hD = hH x hR x hp = 1.022 x 0.980 x 0.600

= 0.601

Sehingga, harga DHP adalah :

DHP = EHP / hD = 17909.220 / 0.601 = 29806.883 HP H. Perhitungan Break Horse Power, BHP

SHP = DHP Untuk mesin diesel, PS = PD

= 30415.19 HP

H.2 Perhitungan Break Horse Power, BHP

BHP = SHP / ht (ref : Parametric Design chapter 11, hal.11-29) (ref : Parametric Design chapter 11, hal.11-33)

ht =∏ ( 1-li )

li = 0.010 for each gear reduction

li = 0.005 for the trust bearing

li = 0.010 for a reversing gear path

ht =( 1 - 0,010 ) x ( 1 - 0,005 ) x ( 1 - 0,010 )

= 0.975

BHP = SHP / 0,975 = 31195.063 HP

= 22943.969 kw

C. Perhitungan Maximum Continues Rating (MCR) MCR =

= 35874.3224 HP = 26385.564 kw

(ref : Modul kuliah Pengantar Teknologi Kelautan, oleh : Petrus Eko Panunggal)

BHP + 15 % BHP

Ï Menentukan Speed of Advance (Va)

Va = Vs x ( 1 - w) (ref : PNA vol.II, hal.146)

= 18.0 x (1 - 0.1584) = 15.149 knots

= 7.793 m/s

Speed of advance (Va) adalah kecepatan air yang menuju baling - baling atau kecepatan maju baling - baling dalam knot.

AE/AO 0.40 0.00 h_p 0.6528 0.6502 Kt 0.2071 0.2005 J_A 0.5904 0.7174 P/D 0.7000 1.0578 n 120.000 98.7429 Kq 0.0298 0.0352 AD 13.6848 18.8166 Ap/AD 0.9067 0.8248 AP 12.4080 15.5192 VR 30.0560 25.1252 tC 0.2879 0.3294 hgell 1.3163 1.3163 h' _8.5213 _8.5213 s0,7R 0.3934 0.5630

t

_{c max} 0.0652 0.2000 T 1611.4571 1055.9229 Perhitungan efisiensi propeler Menggunakan Kt-Kq-J diagram T (sarat) = 11.00 m D = 0,6 x T = 6.60 m Z = 4 buah R_T = 1422.49 kN t = 0.140 R_T/(1-t)1422.487 / (1 - 0.140)= = 1654.055 kN T = R_T/(1-t) = 1654.055 kN g = 9.81 m/s2 Va = 7.79 m/s r = 1025 kg/m³

LAMPIRAN 3 : GRAFIK HASIL ANALISA ANSYS FLUENT PADA KECEPATAN 10 KNOT, 15 KNOT & 18 KNOT

10 Knot Tanpa Menggunakan ESD