1.
1. PERHITUNGAN TAHANAN METODE HOLTROPPERHITUNGAN TAHANAN METODE HOLTROP
Pada beberapa metode perhitungan kapal terdapat beberapa peninjauan yang Pada beberapa metode perhitungan kapal terdapat beberapa peninjauan yang berdasarkan suatu kesepakatan dan tidak berdasarkan atas usaha percobaan atau berdasarkan suatu kesepakatan dan tidak berdasarkan atas usaha percobaan atau pengambilan data di lapangan, seperti pada pengestimasia nilai hambatan haluan pengambilan data di lapangan, seperti pada pengestimasia nilai hambatan haluan gembung yang hanya meninjau haluan gembung tersebut tersebut secara terpisah.
gembung yang hanya meninjau haluan gembung tersebut tersebut secara terpisah.
Atas dasar itulah maka J. Holtrop dan G.G.J. Mennen membuat sutu metode Atas dasar itulah maka J. Holtrop dan G.G.J. Mennen membuat sutu metode dengan mengandalkan ketepatan perhitungan pada pengambilan data dan pengolahannya dengan mengandalkan ketepatan perhitungan pada pengambilan data dan pengolahannya secara statistik, karena itulah metode ini juga disebut sebagai Metode Prediksi Daya secara statistik, karena itulah metode ini juga disebut sebagai Metode Prediksi Daya Efektif Statistik, disingkat
Efektif Statistik, disingkat Metode Tahanan Kapal Statistik.Metode Tahanan Kapal Statistik. Berikut format perhitungan metode ini :
Berikut format perhitungan metode ini : A. Penyajian Data-Data kapal dan Perhitungan A. Penyajian Data-Data kapal dan Perhitungan
1.
1. Panjang Panjang antara antara garis garis tegak tegak (LBP) (LBP) = = 111,52 111,52 mm 2.
2. Panjang Panjang garis garis air air (Lwl) (Lwl) = = 114,30 114,30 mm 3.
3. Lebar Lebar Kapal Kapal (B) (B) = = 17,72 17,72 mm 4.
4. Tinggi Tinggi kapal kapal (H) (H) = = 8,79 8,79 mm 5.
5. Sarat Sarat Kapal Kapal (T) (T) = = 6,78 6,78 mm 6.
6. Displasemen (Displasemen ()) = = 10774,31 10774,31 TonTon 7.
7. Volume kapal (Volume kapal () ) = = 10437,19 10437,19 mm33 8.
8. Jarak Jarak titik titik B B ke ke AP AP (X(XBB)) = = 57.154 57.154 mm 9.
9. Luas Luas Garis Garis Air Air (Awl) (Awl) = 1703,477 = 1703,477 mm22 10.
10. Luas Luas Permukaan Permukaan Basah Basah (S) (S) = = 2856,92 2856,92 mm22 11.
11. Kecepatan Kecepatan dinas dinas (Vs) (Vs) = = 13,5 13,5 knknotot 12.
12. Luas Luas bagian bagian tambahan tambahan (As) (As) = = 3%.S 3%.S = = 85,7077 85,7077 mm22 13.
13. Luas Luas bagian bagian transom transom yang yang tercelup tercelup = = 10,79 10,79 mm22 14.
14. Harga Harga sarat sarat depan depan (Td) (Td) = = ( ( T- T- t/2) t/2) = 6.78 = 6.78 mm 15.
15. Harga sarat belakang (Tf) = (THarga sarat belakang (Tf) = (T – – t/2) t/2) = 6.78 = 6.78 mm B. Koefisien-Koefisien Utama B. Koefisien-Koefisien Utama 1. 1. Harga Harga Cb Cb = = 0,760,76 2. 2. Harga Harga Cm Cm = = 0,980,98 3. 3. Harga Harga Cw Cw = = 0,850,85
4. 4. Harga Harga Cp Cp = = 0,770,77 5. 5. Persentase LCB = (2,02 % . Lbp/2) + (Lbp/2)Persentase LCB = (2,02 % . Lbp/2) + (Lbp/2) – – (Lwl/2)(Lwl/2) = = (2,02 % . 111(2,02 % . 111,52 / 2) x (,52 / 2) x (111,52/2)111,52/2) – – (114,30/2)(114,30/2) = = -0.26 -0.26 %% 6.
6. Kecepatan kapal (m/s)Kecepatan kapal (m/s) Vs Vs = = V V . . 0,51440,5144 = = 13,5 k13,5 knot . not . 0,51440,5144 = = 6,9444 6,9444 m/sm/s
7. Harga bilangan Reynold (Rn) 7. Harga bilangan Reynold (Rn)
Rn Rn == Lwl Lwl Vs Vs.. = = ss m m m m ss m m / / 10 10 .. 19 1911 ,, 1 1 31 31 ,, 1 11414 .. / / 9444 9444 ,, 6 6 6 6 = = 6,68 6,68 . . 1010-4-4 8. Harga Bilangan Froude (Fn) 8. Harga Bilangan Froude (Fn)
Fn Fn == Lwl Lwl g g Vs Vs .. = = 30 30 ,, 11 1144 .. 8 811 ,, 9 9 m m/s/s 6,9444 6,9444 = = 0,210,21
C. Perhitungan Hambatan Gesek (Rf) C. Perhitungan Hambatan Gesek (Rf)
1. Harga Koefisien gesek (formula ITTC 1957) 1. Harga Koefisien gesek (formula ITTC 1957)
Cf = 0,075/(log Rn Cf = 0,075/(log Rn – – 2 )2 )22 = 0,075/ (Log 6,68 . 10 = 0,075/ (Log 6,68 . 10-4-4 – – 2 )2 )22 = = 0,0020,002
2. Panjang bagian kapal yang mengalami hambatan langsung (Length of Run), 2. Panjang bagian kapal yang mengalami hambatan langsung (Length of Run),
LR ditentukan dengan formula ; LR ditentukan dengan formula ;
LR = Lwl.{1-Cp + LR = Lwl.{1-Cp + [0,06.Cp.%LCB[0,06.Cp.%LCB)/(4.Cp -1]})/(4.Cp -1]} = 114,30 . {1-0,77 + [0,06 . 0,77 . -0,26 )/(4 . 0,77 = 114,30 . {1-0,77 + [0,06 . 0,77 . -0,26 )/(4 . 0,77 – – 1)1) = 29,39m = 29,39m
3. Harga faktor lambung (1 + k1) ditentukan dengan formula ; (1+k 1) = 0,93 +{ [0,487118(B/Lwl)]1,06806.(T/Lwl)0,46106.(Lwl/LR)0,121563. (Lwl3 / )0,3486 /(1 – Cp)0,604247)} = 0,93 + {[0,487118(17,72/114,30)]1,06806.(6,78/114,30)0,46106. (114,30/24,983 )0,121563.(114,303 / 10437,19)0,3486 /(1-0,77)0,604247 = 1,25
4. Harga Hambatan gesek (Rf) ditentukan dengan formula ; RF = Cf.0,5. .S.Vs2 ,Dimana = 1025 kg/m3
= 0,0017.0,5.1025kg/m3.2856,92. (6,9444 m/s)2 = 197735,54 N
D.Perhitungan bagian tambahan (RAP) 1. Harga faktor bagian hambatan (1+k2)
Bagian Ada =1,tidak = 0 Faktor Produk Konvensional stern dan kemudi
Kemudi dan skeg Kemudi kembar Y Braket Skeg Shaft Bossing Shell Bossing Shaft telanjang Sirip Bilga Dome Lunas Bilga 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1,5 2 2,8 3 2 3 2 4 2,8 2,7 1,4 1,5 0 0 0 0 0 2 0 0 0 1,4 1= 2 2 = 2,9 1 + k 2 2 1= 1,45
2. Harga hambatan bagian tambahan (RAP)
RAP = /2.Vs2.As.Cf.(1+k 2) Dimana = 1025 kg/m3 = 1025 kg/m3 /2.( 6,9444 m/s )2.. 85.7077. 0,0017. 1,45 = 8601.50 N
E. Perhitungan hambatan akibat gelombang 1. Harga koefisien untuk Lwl/B ≤ 12 ,Maka ; = {(1,446.Cp) – (0,03.Lwl/B) = {(1,446 . 0,77) – (0,03. 114,30 / 17,72} = 0,92 2. Harga koefisien C1 Jika Fn < 0,55 maka Untuk 0,11 < B/Lwl ≤ 0,25 , maka C1 = 2223105 (B/Lwl)3,78613.(T/B)1,07961 /(90-)1,37565 = 2223105 (17,72/114,30)3,78613.(6,78/17,72)1,07961 /(90-31,940)1,37565 = 1,79
3.Harga koefisien C3 (Reduksi haluan gembung) C3 = 0.56 . Abt^1.5/(B . T (0.31Abt + Tf - Hb))
= 0,56 . 9,9671,5 /(17,72 . 6,78 (0,31 . 9,967 + 6,78 – 3,744)) = 0,04
4.Harga koefisien C2,ditentukan dengan formula ;
= 1
5.Harga Koefisien M1
Jika fn < 0,55 dan Cp ≥ 0,8 maka
M1 = [0,0140407(Lwl/T)]-[1,75254.(1/3 /Lwl)]-[4,49323.(B/Lwl)]-[1,73014-(0,7067. Cp)] = [0,0140407(114,30/6,78)] – [1,75254.(10437,191/3)/ 114,30] -[4,49323.(17,72/114,30)] – [1,73014 – (0,7067 . 0,77)] = -1.98 6.Harga Koefisien M2
Jika Lwl3 / < 512 ; maka dimana : e = 2,718 M2 = -1,69385 [0,4/e(0,034/FN^3,39)]
7. Harga hambatan akibat gelombang (Rw), dapat ditentukan dengan formula fn ≤ 0,4 atau fn 0,55 maka Rw = C1.C2.C3...g.e ) / cos( ( / { 2 2 ) 9 , 0 1 Fn M Fn M = 1,79 . 1 . 0,04 . 10437,19 . 1025 kg/m3 . 9,81. 2,718(-1,98 )/ 0,21^0,9 +(-0,00165) cos (0,92/0,21^2) = 53587,27 N
F.Perhitungan hambatan akibat adanya haluan gembung(RB) 1. Harga koefisien darurat haluan gembung (PB)
PB = 0,56 (ABT)1/2 (TF – 1,5.HB) = 0,56 (6.379)1/2
(6.78 – 1,5 . 3,744) = 1.21
2. Harga bilangan foude akibat ketenggelaman haluan gembung
Fni = Vs/ g /(TF
HB
0,25 ABT
0,15.Vs2=6,9444 m/s 9,81 /(6,78
3,744
0,25 9,967
0,15.(6,9444)2 = 2.123. Harga hambatan akibat adanya haluan gembung (RB)
RB = 0,11 . ρ . g .
) / 3 ( 3 / 2 Pb e ABT .
2 3 ) 1 ( Fn Fni = 0,11 . ,1025kg/m3. 9,81m/s2 .
8,185) / 3 ( 3 / 2 718 , 2 967 , 9 .
2 3 ) 21 , 0 1 ( 28 , 1 = 0,11 . 1025 kg/m3.9,81 m/s2 . [3.821] . [1,43] = 8985.30 NG. Perhitungan Hambatan Akibat Adanya Buritan Transom (RTR)
C6 = 0,095
= 25379,06
H. Perhitungan Hambatan Akibat Korelasi Model (RM) 1. Harga koefisien (C4)
Jika TF /LWL
0,04 ,dimana TF / LWL = 6,78 / 114,30 = 0,059317 Maka nilai :C4 = 0,04
2. Harga koefisien korelasi model (Ca)
Ca = {0,006/(Lwl+100)0,16}- 0,00205 +{0,03 Lwl / 7,5.Cb4.C2.(0,04-C4}
={0,006 / (114,30 +100)0,16} - 0,00205 +{0,03 114,30 / 7,5.0,764.1.(0,04 - 0,04} = 0,000492
3. Menghitung nilai tahanan angin
udara = 1,3 kg/m3
Rm = 1,3 kg /m3 . (6,9444)2. 2856,92 . 0,00095 2
= 44,065 N
I.Perhitungan hambatan total (RT)
Harga hambatan total ditentukan dengan formula ; RT = RF+ RAP+ RW+ RB + RTR+ RM
= 197735,54 N + 8601,50 N + 53587,27 N + 8985,30 N + 25379,06 N +
44,065 N
= 294287,9 N = 294,29 KN
J.Perhitungan Daya Efektif (EHP)
Daya efektif (EHP) dalam satuan HP ditentukan dengan menggunakan formula EHP = (RT.Vs)/0,7355
= (294,29 KN. 6,9444 m/s ) / 0,7355 = 2780,48 HP
Adapun variasi lima kecepatan dari penghitungan tahanan diatas dapat dilihat pada table berikut
Tabel 1 : variasi lima kecepatan dari penghitungan tahanan
No. Item Unit Kecepatan
V1 V2 V3 V4 V5 1. Kecepatan (Vk) Knot 11.50 12.50 13.50 14.50 15.50 2. Kecepatan (Vs) m/s 5.92 6.43 6.94 7.46 7.97 3. Fn 0.18 0.19 0.21 0.22 0.24 4. Rn 0.000569 0.00061 0.000668 0.000717 0.000767 5. CF 0.00273 0.00276 0.00280 0.00283 0.00287 6. LR 29.39 29.39 29.39 29.39 29.39 7. (1+k 1) 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 8. RF kg 139702.16 167357.59 197735.54 230875.40 266814.52 9. (1+k 2) 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 10. RAP kg 6077.04 7280.06 8601.50 10043.08 11606.43 11. Koef.λ 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 12. koef.C1 1.79 1.79 1.79 1.79 1.79 13. koef.C3 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 14. koef.C2 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 15. koef.M1 -1.98 -1.98 -1.98 -1.98 -1.98 16. koef.M2 -0.000025 -0.00029 -0.0017 -0.006 -0.01 17. koef.P5 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 18. RW kg 15074.98 29795.31 53587.27 88475.96 140756.28 19. RB kg 6490.65 7753.87 8985.30 10544.75 11825.89 20. koef.C4 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 21 RTR 25334.27 25334.27 25334.27 25334.27 25334.27 22 koef.Ca 0.000492 0.000492 0.000492 0.000492 0.000492 23 RM kg 31.98 37.78 44.07 50.84 58.09 24 RT kN 192.71 237.56 294.29 365.32 456.40 25 EHP HP 1551.02 2078.24 2780.48 3707.32 4950.93
2. Karakteristik tahanan kapal dan pembebanan propeller
data tahanan kapal digunakan untuk mendapatkan nilai konstanta α yaitu konstanta yang dikalikan dengan kuadrat kecepatan kapal sehingga sebanding dengan tahanan total kapal.
Tabel 6: Data tahanan terhadap lima variasi kecepatan
Vs (Knot) Vs(m/s) RT(kN) EHP (kW) EHP (HP) 11.5 5.91 192.7110 1551.022 2108.799 12.5 6.43 237.5588 2078.236 2825.609 13.5 6.94 294.2879 2780.480 3780.394 14.5 7.45 365.3242 3707.320 5040.543 15.5 7.97 456.3954 4950.928 6731.377
Dari Tabel 4.1 apabila diplotkan dalam grafik akan diperoleh hubungan tahanan dan kecepatan kapal pada kondisi sarat penuh dimana T1=2,6 m sehingga dibuat grafik karakteristik tahanan sebagai dasar perhitungan pembebanan propeller.
Gambar 1 . kurva hubungan tahanan kapal dengan kecepatan
y = 7.625x2+ 19.76x + 166.0 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00 500.00 5.92 6.43 6.94 7.46 7.97 T a h a n a n t o t a l R T ( K N ) kecepatan (m/s) Series1
J2 K T seatrial =
Untuk mendapatkan harga konstanta α maka dilakukan perhitungan atau analisa regresi grafik tersebut di atas agar didapat hubungan :
y = 7.625x2+ 19.76x + 166.0 a1= 7.625
a2= 19.76 c = 166.0
Hubungan tahanan kapal dan kecepatan kapal ini akan diimplemetasikan ke dalam bentuk hubungan kwadrat antara KT dan J
Maka, KTsea trial = K x J2 Dimana :
w = 0.5 cb – 0.05 = 0.33
t = k x w = 0.264 nilai k antara 0.7-0.9 dan diambil nilai k=0.8 Va = vs (1-w)
= 9.05 knot
= 4.65 m/s 1 knot = 0.5144 m/s Sehingga :
K T seatrial = 1,021 J2
Hubungan KT dan J di atas adalah hubungan pada kondisi trial (ideal), untuk mendapatkan pada kondisi service maka harga sea margin harus pula diperhitungkan, kondisi sea margin ini akan mempengaruhi besarnya tahanan, oleh karena itu maka hubungan KT dan J juga akan berubah. Besarnya sea
α1 + α2(1- w)/ Va + C ( 1- w) 2/ Va2 ( 1- t ) ( 1-w)2.ρ.D2
margin yang sesuai dengan daerah pelayaran kapal (Asia Timur) adalah 15%-20%. Pengaruh penambahan sea margin tersebut akan ditunjukkan sebagai berikut :
KT sea margin = 0,7629 +( 0,7629 x 20%) x J2 = 1,225 J2
Hubungan KT dan J2 pada kondisi trial (ideal) maupun untuk kondisi service ini kemudian akan diplotkan pada kurva open water propeller untuk mendapatkan titik operasi propeller.
Harga KT dan J2 yang didapat dari perhitungan rumusan di atas akan terlihat pada tabel berikut ini :
Tabel 7: penentuan nilai KT seatrial dan KT sea margin
J KT seatrial KT sea Margin
0 0 0.00 0.1 0.01 0.01 0.2 0.04 0.05 0.3 0.09 0.11 0.4 0.16 0.20 0.5 0.26 0.31 0.6 0.37 0.44 0.7 0.50 0.60 0.8 0.65 0.78 0.9 0.83 0.99 1 1.02 1.23 1.1 1.24 1.48 1.2 1.47 1.76 1.3 1.73 2.07
Gambar 2 . Grafik Hubungan KTdan J
Lalu dibuat kurva KT- J. Kurva ini merupakan interaksi lambung kapal dengan propeller Lalu kurva KT - J lambung tersebut diplotkan ke kurva open water propeller untuk mendapatkan titik operasi propeller. Pada langkah ini, dibutuhkan grafik open water test untuk propeller yang telah dipilih, yakni B4-55. Setelah itu dicari nilai masing-masing dari KT, 10KQ, dan η behind the ship. Tentu saja dengan berpatokan pada nilai P/Db yang telah didapat pada waktu pemilihan propeller , yaitu sebesar 0.85
Tabel 8 : penentuan nilai KT, 10 KQ dan η
J KT 10 KQ η 0 0.37 0.45 0 0.1 0.35 0.43 0.13 0.2 0.32 0.4 0.258 0.3 0.28 0.37 0.372 0.4 0.24 0.33 0.475 0.5 0.2 0.295 0.555 0.6 0.16 0.25 0.62 0.7 0.12 0.2 0.67 0.8 0.075 0.15 0.69 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 KT seatrial KT sea Margin
Gambar 3 : kurva open water
Dari kurva open water test untuk B4-55 dengan memotongan KT sea margin dengan Kt sea trial, sehingga di dapat harga J dan dari perpotongan tersebut kita buat garis vertikal untuk mendapatkan harga KT, 10KQ dan effisiensi.
sea margin sea trial
J = 0.43 J= 0.47 KT = 0.23 KT= 0.22 10KQ = 0.3 10 KQ= 0.28 ηo = 0.49 ηo= 0.52 Q Prop = KQx ρ x np3x D5 PProp = QProp x np PProp = KQ x ρ x np2x D5
np = Laju Putaran Baling – baling
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 KT 10 KQ η KT seatrial KT sea Margin
Tabel 9. Karakteristik Beban Propeller Rpm np (np)2 PProp 400 6.667 44.44 1289.2 500 8.333 69.44 2014.4 600 10.000 100.00 3480.9 700 11.667 136.11 5527.5 800 13.333 177.77 8251.0 900 15.000 225.00 11748.0 1000 16.667 277.77 16115.2
Dari tabel diatas apabila diplotkan dalam grafik akan diperoleh sebagai berikut:
Gambar 4. Gambar Karakteristik Beban Propeller
Dari gambar diatas terlihat adanya hubungan antara persentase putaran baling – baling (%Rpm) dengan daya beban baling – baling (Pprop) yaitu makin tinggi persentase putaran baling – baling maka daya beban menjadi makin besar, hal ini terjadi karena antara beban dan putaran baling – baling adalah berbanding lurus. 0.0 2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0 12000.0 14000.0 16000.0 18000.0 400 500 600 700 800 900 1000
Karakteristik Beban Propeller
P Prop
Rpm P prop
Rpm P prop
3. Efisiensi Propulsi
3.1. Perhitungan interaksi lambung (hull), propeller dan gaya dorong kapal Interaksi antara hull atau badan kapal dengan propeller ini untuk menentukan gaya dorong atau trust yang diperlukan oleh sebuah kapal berdasarkan karakteristik dari propeller yang terpasang pada buritan kapal. Pada perencanaan kapal ini, menggunakan singgle screw.
b. Perhitungan wake fractional (w)
Wake friction atau arus ikut merupakan perbandingan antara kecepatan kapal dengan kecepatan air yang menuju ke propeller.
Resistance,Propulsion and Steering of Ships, Van Lammeren, hal178
W = 0,5 Cb
–
0,05 = 0,33c. Perhitungan thrust deduction factor (t)
t standart untuk kapal dengan baling – baling tunggal adalah Principal of Naval Architecture hal 158
t = k x w = 0,264 nilai k antara 0.7-0.9 dan diambil nilai k=0.8 d. efisiensi lambung (ηH)
Sv.Aa.Harvald, Tahanan dan Propulsi Kapal; hal.136 ηH = (1-t)/(1-w)
= 1,099
e. efisiensi relatif rotatif (ηrr)
Harga efisiensi relatif rotatif merupakan perbandingan antara efisiensi baling – baling pada kondisi di belakang kapal dengan efisiensi baling – baling pada kondisi air terbuka . Harga ηrr untuk kapal dengan
propeler tipe single screw adalah berkisar antara 0,95 – 1,00. Pada perencanaan propeler dan tabung poros propeler ini diambil harga ηrr
f. efisiensi open water (ηo)
Harga efisiensi open water didapatkan dari kurva open water test untuk B4-55 dengan cara memotong KT sea margin dengan Kt sea trial, sehingga di dapat harga effisiensi. Adapun harga efisiensi open water adalah 0,49
g. koefisien propulsif (QPC)
Koefisien Propulsif atau PC merupakan harga koefisien yang diperoleh dari perkalian antara efisiensi lambung, efisiensi relatif rotatif, dan efisiensi propeler.
QPC = ηO. ηh. Ηr = 0,54
Data efesiensi propulsi kapal dalam berbagai variasi kecepatan dan daya mesin adalah sebagai berikut :
Tabel 10. variasi kecepatan dan daya mesin
Vs (Knot) Vs(m/s) BHP (KW) ηp EHP (HP) 11.5 5.916 2723 0.581 1551 12.5 6.430 3518 0.603 2078 13.5 6.944 5379 0.528 2780 14.5 7.459 7171 0.528 3707 15.5 7.973 9577 0.528 4951
Dari tabel 10 diatas dapat diplotkan dalam grafik sebagai berikut:
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 5.916 6.430 6.944 7.459 7.973
BHP (HP)
BHP (HP) Vs (m/s) BHP (Kw)3.2. Perhitungan delivered horse power (DHP)
Delivery Horse Power (DHP) adalah daya yang di serap oleh baling – baling kapal guna menghasilkan Daya Dorong, atau dengan kata lain DHP merupakan daya yang di salurkan oleh motor penggerak ke baling – baling kapal (propeller) yang kemudian dirubahnya menjadi gaya dorong kapal.
Daya pada tabung poros baling - baling atau dhp dihitung dari perbandingan antara Daya Efektif atau EHP dengan Koefisien Propulsif atau PC.
DHP = EHP/QPC = 5165.6 hp
3.3. Perhitungan daya pada poros baling-baling, shaft horse power(SHP) Shaft Horse Power (SHP) adalah daya yang terukur hingga daerah di depan bantalan tabung poros (stern tube) dari sistem perporosan penggerak kapal. Di sini kapal memiliki kamar mesin di bagian belakang, dengan loss (2-3)%, diambil 2%. Sehingga harga efisiensi bantalan dan tabung baling - baling atau ηSηB adalah 0,98
SHP = DHP/ ηsηb = 5271.02 hp
3.4. perhitungan daya penggerak utama, Brake Horse Power (BHP)
Brake Horse Power (BHP) adalah daya rem (Brake Power) atau daya yang diterima oleh poros transmisi sistem penggerak kapal, yang selanjutnya dioperasikan secara kontiyu untuk menggerakkan kapal pada kecepatan servisnya (Vs). Besarnya ηtransmisi adalah 0,98 Sedangkan daya keluaran pada kondisi MCR adalah :
BHP = SHP/ ηtransmisi 1hp=0,7355 kw = 5378.59 hp
= 3955.95 kw
BHP inilah yang selanjutnya dapat digunakan sebagai patokkan (acuan) dalam melaksanakan proses pemilihan motor penggerak (Engine Selection Process).
3.5. pemilihan motor induk.
Dari data mengenai karakteristik putaran kerja dan daya pada kondisi MCR dapat ditentukan spesifikasi motor penggerak utama atau main engine dari kapal ini. Jenis = CATERPILLAR Type = 3612 Daya = 4250 kw = 5778 hp Jumlah Sylinder = 4 Bore = 280 mm Piston Stroke = 300 mm Rpm = 1000 rpm MEP = 23 Bar SFOC = 203 g/kwh Panjang (L) = 4562 mm Lebar (W) = 1704 mm Tinggi = 3171 mm
4 Karakteristik Motor Penggerak Kapal
Karakteristik motor diesel sebagai motor penggerak pada sistem propulsi dapat dinyatakan bahwa hubungan torque dan power adalah fungsi dari kecepatan (engine speed ) dengan asumsi penginjeksian massa bahan bakar dalam silinder perputaran adalah tetap.
Berdasarkan perhitungan dengan persamaan: BMEP = BHP / (K x rps)
Dimana :
K = L x A x k x Z (k=konstanta yang besarnya ½ langkah) bmep = Brake mean effective pressure
L = Langkah Torak (Length of stroke) A = Area of piston-bore (Luasan torak) n = Rate of power strokes
Sehingga berdasarkan persamaan diatas BMEP yang dihasilkan adalah konstan pada tiap kecepatan. Hal ini dapat dilihat pada tabel 10 yang merupakan hasil perhitungan dengan data mesin
Tabel 11. Karakteristik Motor Penggerak dan perhitungan BMEP
Rpm (engine) Rps BHP (Kw) BHP (HP) k BMEP 400 6.7 440 598.23 0.15 127.3 500 8.3 831 1129.84 0.15 114.6 600 10.0 1219 1657.37 0.15 137.5 700 11.7 1605 2183.18 0.15 160.4 800 13.3 2392 3252.20 0.15 183.4 900 15.0 3410 4636.30 0.15 206.3 1000 16.7 4250 5778.38 0.15 229.2
Gambar 5. Grafik Hubungan antara Daya dan RPM mesin 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 400 500 600 700 800 900 1000
Kurva Hubungan Antara BHP dan RPM
Engine (Kw)
Rpm P prop
Rpm Power Kw
5 Engine Propeller Matching
Sehubungan dengan engine propeller matching, untuk kapal yang digerakkan dengan mesin diesel masalah matching harus digambarkan, dimana karakteristik pembebanan mesin diesel harus seimbang pada sebuah hubungan power -speed yang diperoleh dari tahanan kapal dan karakteristik propeller, dan
untuk mesin diesel diasumsikan karakteristik gerakan torque adalah konstan.
Berdasarkan perhitungan hubungan power -speed yang diperoleh dari tahanan kapal dan karakteristik propeller pada kondisi 80% MCR dengan perkiraan 20% adalah engine margin. Dengan berdasarkan putaran propeller oleh adanya rasio gearbox sebesar 5.95:1 maka dapat diperoleh harga dari pembebanan propeller.
Tabel 12 . harga pembebanan propeller %BMEP %BMEP (40%) %BMEP (50%) %BMEP (60%) %BMEP (70%) %BMEP (80%) %BMEP (90%) %BMEP (100%) P prop 40 16 20 24.0 28.0 32.0 36 40 8 50 20 25 30.0 35.0 40.0 45 50 12.5 60 24 30 36.0 42.0 48.0 54 60 21.6 70 28 35 42.0 49.0 56.0 63 70 34.3 80 32 40 48.0 56.0 64.0 72 80 51.2 90 36 45 54.0 63.0 72.0 81 90 72.9 100 40 50 60.0 70.0 80.0 90 100 100
Dari tabel 11 diatas maka grafik karakteristik pembebanan propeller – mesin dapat digambarkan untuk melihat kesesuaian (matching) keduanya sehingga titik temu dari prosentase pembebanan propeller – mesin dapat diketahui sebagai berikut :
Dari tabel diatas jika diplotkan dalam grafik maka akan diperoleh grafik sebagai berikut :
Gambar 6. Grafik Matching Point Antara Pembebanan Dan Daya
Dari grafik diatas, maka kondisi pembebanan pengoperasian dengan keperluan power output berkisar di atas rata-rata 8 %
0 20 40 60 80 100 120 40 50 60 70 80 90 100 %BMEP (50%) %BMEP (60%) %BMEP (70%) %BMEP (80%) %BMEP (90%) %Rpm % P o w e r
