BAB IV
PERHITUNGAN & ANALISA
4.1 Data Utama Kapal
Tabel 4.1 Prinsiple Dimention
NO. PRINCIPLE DIMENTION
1 Nama Proyek Kapal 20.7 CATAMARAN CB. KUMAWA JADE
2 Owner PT. PELAYARAN TANJUNG KUMAWA
3 Class BV 4 LOA 20.70 M 5 LWL 20.60 M 6 Breadth 6.40 M 7 Depth 2.15 M 8 Draft 1.20 M
9 Class BV Alumunium Catamaran
4.2 General Arrangement
4.3 Perhitungan Tahanan Kapal
4.3.1 Perhitungan Tahanan Kapal menggunakan Sofware Maxsurf
Tabel 4.2 Total Resistance Metode Maxsurf Speed (Knots) Speed (m/s) Fn Rt (KN)
20 10.3 0.72 28.95 21 10.8 0.76 30.83 22 11.3 0.8 32.76 23 11.8 0.83 34.73 24 12.3 0.87 36.77 25 12.9 0.9 38.87 26 13.4 0.94 41.05 27 13.9 0.98 43.3 28 14.4 1.01 45.64
Tabel 4.3 Effectife Power Metode Maxsurf Speed (Knots) Speed (m/s) Fn Pe(kW)
20 10.3 0.72 297.84 21 10.8 0.76 333.04 22 11.3 0.8 370.74 23 11.8 0.83 410.90 24 12.3 0.87 453.95 25 12.9 0.9 499.87 26 13.4 0.94 549.02 27 13.9 0.98 601.39 28 14.4 1.01 657.36
4.3.2 Perhitungan Tahanan Kapal menggunakan Metode Harvald
Perhitungan tahanan kapal menggunakan metode harvald yaitu sebagai berikut :
1. Memasukkan parameter desain kapal, yaitu berupa dimensi utama kapal dan karakteristik bentuk kapal.
Lpp = 20.1 meter Lwl = 20.70 meter B = 6.4 meter H = 2.15 meter T = 1.2 meter Cbpp = 0.282 Vs = 23 knots = 11.83 m/s Ldisp = 1/2 x (Lpp+Lwl) = 1/2 x (20.1+20.7) = 20.40 meter Cbdisp = 0.22 Cp = 0.742 Cm = 0.38 Lcb = -8.10%
Radius = 614 mil laut
2. Perhitungan Volume displacement kapal ▼ = Lwl x B x T x Cbwl = 20.70 X 6.4 X 1.2 X 0.217 = 34.47 m3 Cbw = (Ldisp x Cbdisp)/ Lwl = (20.4 X 0.22)/ 20.7 = 0.217 3. Perhitungan Displacement ∆ = Lwl x B x T x Cbwl x ρ ∆ = 20.70 X 6.4 X 1.2 X 0.217 x 1.025 Ton ∆ = 35.33 Ton
4. Luas Permukaan Basah (S)
Berdasarkan versi rumus Mumford (Harvald 5.5.31, Tahanan & Propulsi Kapal, hal 133
S = 1.025 Lpp (Cbpp x B + 1.7T)
S = 1.025 x 20.1 x (0.282 x 6.4 x 1.7 x 1.2 ) S = 79.21 m2
5. Menentukan Harga Bilangan Froude Dan Angka Reynould Fn = Vs/ (g x Lwl)^0.5 = 11.832 / (9.8 x 20.7) ^0.5 = 0.831 Rn = (Vs x Lwl)/ υ = (11.832 x 20.7) / 0.00000084931 = 288422814
6. Mencari Cf Dari Diagram
Berdasarkan (Harvald 5.5.14, Tahanan & Propulsi Kapal, hal 119) koefisien tahanan gesek didapat dari rumusan :
Cf = 0.075/ (log Rn-2)^2
= 0.075/( Log (590228559.4-2))^2 = 0.00180
Dalam hal ini tidak ada koreksi anggota badan kapal yg meliputi daun kemudi, lunas bilga, boss baling-baling, dan poros baling-baling, karena permukaan basah anggota badan kapal relatif kecil, sehingga dapat diabaikan.
Braket & poros baling-baling = untuk kapal ramping Cr dinaikkan 3~8%
Karena kapal dirancang dengan bos baling-baling, maka Cr dinaikkan 3 ~ 5% (diambil 3%)
7. Menentukan Harga Cr Dari Diagram Lwl/▼^1/3 =
koefisien presmatik (φ) = ▼/ (Lwl x B x T x β) = 0.57
Berdasarkan grafik Cr = 0.623 A. Badan Kapal
Berdasarkan Tahanan & Propulsi Kapal Sv. Aa. Harvald, hal 132 Untuk kondisi kapal stabil dan karena terlalu kecil koreksi, maka koreksi untuk udara dan kemudi dapat diabaikan. Karena dalam perancangan awal, koreksi ini sudah tercakum pada koefisien tambahan
103 Caa = 0.07 Caa = 0.00007 B. Ratio B/T
Karena diagram tersebut dibuat berdasarkan rasio lebar-sarat B/T = 2.15 maka harga Cr untuk kapal yang mempunyai rasio lebar-sarat lebih besar atau lebih kecil daripada harga tersebut harus dikoreksi, sesuai pada buku Tahanan & Propulsi Kapal Sv. Aa. Harvald, hal 119
D. Anggota Badan Kapal 8. Tahanan Tambahan
Dari perhitungan awal diperoleh displacement kapal sebesar = 35.33 ton
Dengan menginterpolasi data displacement pada buku Tahanan & Propulsi Kapal hal. 132 yaitu maka didapat tahanan tambahan yaitu : Ca = 0.000621
9. Tahanan Kemudi
Berdasarkan Tahanan & Propulsi Kapal Sv. Aa. Harvald, hal : 132 Untuk kondisi kapal stabil dan karena terlalu kecil koreksi, maka koreksi untuk udara dan kemudi dapat diabaikan. Karena dalam perancangan awal, koreksi ini sudah tercakum pada koefisien tambahan 103Cas = 0.00004 Cas = 0.66367 10. Tahanan Total Ctotal x 0.5 x ρ airlaut x Vs2 x S Rt = 34.21 kN
Adapun hasil perhitungan tahanan kapal menggunakan metode Harvald yaitu:
Tabel 4.4 Total Resistance Metode Harvald Speed (Knots) Speed (m/s) Fn Rt (KN)
20 10.3 0.715 27.56 21 10.8 0.74 29.55 22 11.3 0.81 33.1 23 11.8 0.85 34.73 24 12.3 0.88 36.77 25 12.9 0.91 38.87 26 13.4 0.95 41.05 27 13.9 0.98 43.3 28 14.4 1.1 45.64
Gambar 4.4 Resistance Vs Speed Metode Harvald
Ket. : Perhitungan detail terlampir pada lampiran
Pe = Rt x Vs = 34.73 x 11.8 = 404.75 kW
Tabel 4.5 Effective Power Metode Harvald Speed (Knots) Speed (m/s) Fn Pe(kW)
20 10.3 0.715 283.54 21 10.8 0.74 319.21 22 11.3 0.81 374.59 23 11.8 0.85 404.75 24 12.3 0.88 453.95 25 12.9 0.91 499.87 26 13.4 0.95 549.02 27 13.9 0.98 601.39 28 14.4 1.1 657.36
4.4 Pemilihan Main Engine
4.4.1 Spesifikasi Main Engine Awal Sebelum Repowering
Adapun spesifikasi main engine yang digunakan sebelum repowering adalah menggunakan MAN 2876 LE 402 422 KW @ 2100 RPM dengan kecepatan desain awal 22.5 Knots.
Tabel 4.6 Spesifikasi Main Engine Lama NO. DESCRIPTION KETERANGAN
1 Maker MAN
2 Type 2876 LE 406
3 Power 411 KW @ 2100 RPM
4.4.2 Spesifikasi Main Engine Rencana Repowering
Tabel 4.7 Total Spesifikasi Main Engine Baru
NO. DESCRIPTION KETERANGAN 1 Maker CATERPILLAR 2 Type C32 ACERT
3 Daya 412 KW @ 2100 RPM
4.5 Penentuan Sistem Propulsi
4.5.1 Poros Propeler Awal Sebelum Repowering
Gambar 4.10 Poros Propeler Detail
Adapun spesifikasi poros propeller yang lama adalah sebagai berikut: Diameter : 63.5 MM
Panjang : 2786 MM
Tensile Strengh : 600 N/MM2
4.5.2 Poros Propeler yang akan direncanakan untuk repowering
Dalam menentukan ukuran poros propeller harus menyesuaikan dengan daya engine dan gear box. Hal ini akan mengacu pada standard an rule ang berlaku dalam kapal seperti BKI (Biro Klasifikasi Indonesia).
Gambar 4.11 Poros Propeler Rencana Repowering Detail Adapun perhitungan poros propeller menggunakan rumus BKI yaitu sebagai berikut:
P = 415 kW N2 = 1414 rpm
Dimana :
……….4.5
Rm = 600 N/MM2
Jadi diameter propeller shaft = 76 MM
Adapun menentukan ukuran poros sesuai dengan rule BKI, yaitu Diameter : 76.2 MM
Panjang : 2786 MM
Tensile Strengh : 600 N/MM2
Material : Alumunium
4.5.3 Perencanaan Stern Tube
4.6 Perencanaan Desain Sistem Propulsi 4.6.1 Desain Pondasi Mesin
4.6.1.1 Desain Sebelum Repowering
Gambar 4.13 Engine Girder Sebelum Modifikasi
4.6.1.2 Desain Setelah Repowering
Gambar 4.14 Engine Girder Setelah Modifikasi
Perencanaan kontruksi engine girder dengan mengacu pada kontruksi lama, dilakukan perhitungan sesuai dengan rule dan menyesuaikan engine baru. Adapun perhitungan engine girder menurut klas BKI yaitu sebagai berikut:
a. Ketebalan plat penumpu bujur pondasi tidak boleh kurang dari: t = N/750 + 6 (MM)
N = Daya Main Engine (KW) t = 415/750 + 6 (MM)
4.6.2 Propeler
Adapun propeller merupakan baling – baling kapal yang akan mendorong air agar kapal dapat bergerak. Propeller kapal tidak diganti dalam repowering ini sehingga menggunakan propeller yang lama.
Adapun gambar dan spesifikasi propeller adalah sebagai berikut:
