Disusun oleh: Disusun oleh:
Abi primanjaya (20160220001) Abi primanjaya (20160220001)
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KELAUTAN FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERS
UNIVERSITITAS HAS HANG TUAHANG TUAH SURABAYA
SURABAYA 2017 2017
ENGINE-PROPELLER MATCHING
• 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 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.
• dimana :
• PE = Daya Efektif, dlm. satuan kWatt • RT = Gaya Hambat Total, dlm. satuan kN
• VS = Kecepatan Servis kapal [{Kec. dlm Knots} * 0.5144 = {Kec. dlm m/det}]
Daya Dorong (PT) adalah besarnya daya yang dihasilkan oleh kerja dari alat gerak kapal ( propulsor ) untuk mendorong badan kapal.
dimana :
PT = Daya Dorong, dlm. satuan kWatt T = Gaya Dorong, dlm. satuan kN
Va = Kecepatan advanced aliran fluida di bagian Buritan kapal [m/det] = Vs ( 1 – w ); yangmana w adalah wake fraction (fraksi arus ikut)
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). dimana :
PD = Daya Yang Disalurkan, dlm. satuan kWatt
QD = Torsi Baling-baling kondisi dibelakang badan kapal, dlm. satuan kNm nP = Putaran Baling-balin, dlm. satuan rps
.
Daya Poros (PS) adalah daya yang terukur hingga daerah di depan bantalan tabung poros ( stern tube) dari sistem perporosan penggerak kapal. Untuk kapal-kapal yang berpenggerak dengan
Turbin Gas
, pada umumnya, daya yang digunakan adalah PS.Sementara itu, istilah Daya Rem (
Brake Power, PB
) adalah daya yang dihasilkan olehmotor penggerak utama (main engine) dengan tipe marine diesel engines.Pada sistem penggerak kapal yang menggunakan Marine Diesel Engines ( type of
medium to high speed ), maka pengaruh rancangan sistem transmisi perporosan adalah sangat besar didalam menentukan besarnya daya PS. Jika kamar mesin terletak
dibelakang dari badan kapal, maka besarnya losses akibat sistem transmisi perporosan tersebut adalah berkisar 2 - 3 %. Namun bila kamar mesin terletak agak ke tengah atau jauh di depan, maka besarnya losses akan semakin bertambah.
EFISIENSI PADA SISTEM
PENGGERAK KAPAL
Efisiensi Lambung
Efisiensi Baling-baling
Efisiensi Transmisi Poros
Efisiensi Keseluruhan
Sistem penggerak
kapal memiliki
beberapa definisi
tentang daya yang
ditransmisikan mulai
dari daya yang
dikeluarkan oleh
motorpenggerak
hingga daya yang
diberikan oleh alat
gerak kapal ke
Rasio antara daya efektif (PE) dan daya dorong (PT).
• Perhitungan-perhitungan yang sering digunakan dalam mendapatkan efisiensi
lambung adalah sebagai berikut :
η
η
η
1
(1)
η
(1)
൘
(1)
t
dan
w
merupakan
propulsion parameters
, dimana t adalah
Thrust Deduction
Factor
yang dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut
1
= 0,5
×
− 0,12P C
; utk. Kapal dng Baling-baling Tunggal
=0,5×
−0,19
PC
;
utk. Kapal dng Baling-baling Kembar
dimana CP = Koefisien Prismatik
=
∀
...
∀
.
Sedangkan, w adalah
wake fraction
yang dapat dicari dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut,
1
=0,70.
:
Single screw ship
with normal stern
=0,50.
:
Single screw ship
with sternbulb
=0,70.
-0,3+0,3.(0,4-
:
Twin screw Ships.
a=j
arak antara 2 poros {m}
Rasio antara daya dorong (
)
dengan daya yang disalurkan (
).
Efisiensi ini merupakan power conversion, perbedaan nilai yang terjadi terletak pada kondisi open water (
)
atau pada kondisi behind the ship (
)
. Persamaannya sebagai berikut :Efisiensi Baling-baling
0
PROP,
Dariduakondisi disampingmuncul rasio
Merupakan perbandingan antara efisiensi baling-baling pada kondisi dibelakang
kapal dengan efisiensi
baling-baling pada kondisi di air terbuka
Besar efisiensi relative-rotative pada umumnya nilainya berkisar 1 (satu)
Efisiensi Relativie
Efisiensi Transmisi Poros
Efisiensi ini merupakan produk dari keseluruhan efisiensi masing-masing individual komponen terpasang. Secara mekanis efisiensi ini sangat
tergantung pada bentuk konfigurasi stern arrangement-nya. Persamaannya sebagai berikut.
arrangement dari transmisi daya yang digunakan pada sistem penggerak kapal
Efisiensi Keseluruhan
hasil dari keseluruhan efisiensi di masing-masing phrase daya yang terjadi pada sistem propulsi kapal ( sistem penggerak kapal ). Efisiensi Keseluruhan dapat diperoleh dengan persamaan, sebagai berikut ;
DAYA MOTOR YANG DI-INSTAL
Daya motor penggerak kapal (PB) yang dimaksud adalah Daya Rem ( Brake Power ) atau daya yang diterima oleh poros transmisi sistem penggerak kapal (PS), yang selanjutnya dioperasikan secara kontinyu untuk menggerakkan kapal pada kecepatan servisnya (VS). Maka daya motor penggerak kapal dapat dihitung, seperti persamaan dibawah ini.
Sehingga untuk menentukan besarnya daya motor yang harus di-instal di kapal, adalah seperti yang ditunjukkan oleh persamaan sebagai berikut ;
Daya pada PB-MCRinilah yang selanjutnya dapat digunakan sebagai acuan dalam
K A R A K T E R I S T I K L A M B U N G & B A L I N G - B A L I N G
(
H U L L & P R OP E L L E R C H A R A C T E R I S T I C S
)
Salah satu tahapan yang sangat berpengaruh didalam melaksanakan proses Analisa Engine
- Propeller Matching adalah tahap pemodelan dari karakteristik badan kapal
yang dirancang/diamati.
1. TAHANAN KAPAL & KECEPATAN SERVIS
Tahanan kapal ini merupakan gaya hambat dari media fluida yang dilalui oleh kapal saat
beroperasi dengan kecepatan tertentu. Besarnya gaya hambat total ini merupakan jumlah dari semua komponen gaya hambat (tahanan) yang bekerja di kapal, meliputi Tahanan Gesek, Tahanan Gelombang, Tahanan Appendages, Tahanan Udara, dsb.
dimana D adalah massa jenis fluida (Kg/m3); CT adalah koefisien tahanan total kapal S merupakan luasan permukaan basah dari badan kapal (m2).
Jika variabel tersebut constant (
),
maka dapat dituliskan sebagai berikut.
0,5..
.
.
K A R A K T E R I S T I K TA H AN A N K A PA L
2. GAYA DORO NG KAPAL (
T S H I P
)
Gaya Dorong (Thrust ) kapal merupakan komponen yang sangat penting, yangmana digunakan untuk mengatasi Tahanan (Resistance) atau Gaya Hambat kapal.
Pada kondisi yang sangat-sangat ideal, besarnya gaya dorong yang dibutuhkan mungkin sama besar dengan gaya hambat yang terjadi dikapal. Namun kondisi tersebut sangat-sangat tidak
realistis, karena pada faktanya di badan kapal tersebut terjadi phenomena hidrodinamis yang menimbulkan degradasi terhadap nilai besaran gaya dorong kapal.
dimana t adalah thrust deduction fact or .
Kemudian dengan mensubstitusi R di Pers. (2) dengan yang tertulis di Pers. (1), maka diperoleh hubungan persamaan sebagai berikut ;
(−)
(2)
Selanjutnya, jika unsur VS pada Pers. (1) ini juga disubstitusikan dengan Pers. (2), diperoleh model persamaan gaya dorong kapal (TSHIP) adalah sebagai berikut ;
3.Karakteristik Baling-Baling Kapal
Secara umum karakteristik dari baling-baling kapal pada kondisi open water test adalah
seperti yang direpresentasikan pada Diagram KT – KQ – J (lihat Gambar 4). Setiap tipe dari masing-masing baling-baling kapal, memiliki karakteristik kurva kinerja yang berbeda-beda. Sehingga kajian terhadap karakteristik baling-baling kapal tidak dapat di- generalised untuk keseluruhan bentuk atau tipe dari baling-baling.
Model persamaan untuk karakteristik kinerja baling-baling kapal adalah sebagai berikut,
.
Pr
.
4
.
Pr
.
.
ɳ
.
2.
(−)
(1) 1
(2)
ℎ=
(−)(−)
dimana :
KT = Koefisien Gaya Dorong (Thrust ) Baling-baling KQ = Koefisien Torsi Baling-baling
J = Koefisien Advanced Baling-baling
VA = Kec. Advanced dari fluida yg melintasi propeller disk
0O = Efisiensi Baling-baling pd kondisi open water
n = Putaran Baling-baling D = Diameter Baling-baling
TProp = Gaya Dorong Baling-baling ( Propeller Thrust ) QProp = Torsi Baling-baling ( Propeller Torque)
