Analisa Kinerja Propeller B-Series terhadap Pengurangan Luasan Blade pada Controllable Pitch Propeller di Daerah Antara Hub dan Blade

1

Analisa Kinerja Propeller B-Series terhadap Pengurangan Luasan Blade pada Controllable Pitch Propeller di Daerah Antara Hub dan Blade Febriyanto, E.1) , Arief, I. S.2), Musriyadi, T. B.2) Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: [email protected], [email protected], [email protected] 1) Mahasiswa Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan ITS 2) Dosen Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan ITS Abstrak—Controllable pitch propeller (CPP) merupakan salah satu jenis propeller yang pitch (sudut blade propeller) bisa berubah sudutnya untuk menyesuaikan dengan RPM sehingga kecepatan sesuai dengan yang diinginkan. Di dalam mendesain CPP kendala yang dihadapi adalah perbedaan luasan Blade fixed pitch propeller dengan blade controllable pitch propeller di daerah antara hub dan blade. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui bagaimana Kinerja yang ditimbulkan oleh pengurangan daerah blade propeller tersebut sekaligus menganalisa desain blade setelah penyesuaian luasan di daerah antara blade dan hub yang paling optimal. Metode Analisa yang akan digunakan adalah CFD (Computational Fluid Dynamics). Variabel yang divariasikan adalah Pitch dan putaran Propeller. Kata Kunci— Controllable pitch propeller, fixed pitch propeller Pitch, Computational Fluid Dynamics

I. PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Propeller merupakan suatu komponen penting dalam sistem penggerak kapal dimana power yang dihasilkan oleh main Engine yang didistribusikan ke poros akan diteruskan oleh propeller untuk menghasilan daya dorong kapal. Didalam mendesain suatu propeller perlu diketahui daya dari main engine dan kecepatan yang dibutuhkan oleh kapal. Optimalisasi sebuah propeller tentunya didesain dengan perhitungan untuk memaksimalan power yang dihasilkan main engine untuk mencapai kecepatan yang dibutuhkan oleh Kapal. Untuk sekarang propeller yang paling umum digunakan adalah propeller jenis screw Propeller dimana propeller ini mengubah torsi dari main engine menjadi thrust power yang akan menggerakkan fluida disekitarnya yang pada kapal konvensional dipasang di bagian buritan kapal. Dalam pengembanganyya, Controllable pitch propeller (CPP) merupakan salah satu jenis propeller yang pitch (sudut blade propeller) bisa berubah sudutnya untuk menyesuaikan dengan RPM sehingga kecepatan sesuai dengan yang diinginkan.Di dalam mendesain CPP kendala yang dihadapi adalah perbedaan luasan blade fixed pitch propeller dengan blade controllable pitch propeller di daerah antara hub dan blade.

Maka disini akan dicoba mengulas bagaimana efek yang ditimbulkan oleh pengurangan daerah blade propeller tersebut sekaligus menganalisa desain blade setelah penyesuaian luasan di daerah antara blade dan hub yang paling optimal. 1.2 RUMUSAN MASALAH Perumusan masalah terkait yang akan dikaji dalam tugas akhir ini sebagai berikut : 1. Bagaimana pengaruh perbedaan luasan blade di daerah antara hub dan blade. 2. Desain blade setelah penyesuaian ukuran. 3. Bagaimana kinerja dari blade setelah penyesuaian ukuran. 1.3 BATASAN MASALAH Dari permasalahan yang harus diselesaikan di atas maka perlu adanya pembatasan masalah serta ruang lingkupnya agar dalam melakukan analisa nantinya tidak melebar dan mempermudah dalam melakukan analisa, batasan tersebut yaitu : 1. Propeller yang dianalisa adalah jenis B-series 2. Jumlah blade sebanyak 4 3. Putaran propeller 1.8, 2.1, 2.4, 2.7 dan 3.0 rps 4. Variasi Pitch 0⁰,5⁰, 15⁰, 30 ⁰ 5. Simulasi menggunakan software CFD 6. Analisa Biaya tidak diperhitungkan 1.4 TUJUAN Tujuan penulisan skripsi ini adalah : 1. Mengetahui pengaruh dari perbedaan luasan blade di daerah antara hub dan blade 2. Mengetahui Desain blade setelah penyesuaian ukuran 3. Mengetahui Perbandingan kinerja dari Blade CPP sesudah penyesuaian ukuran 1.5 MANFAAT Manfaat yang dapat diperoleh dari penulisan skripsi ini antara lain : 1. Dapat mengetahui kinerja dari CPP sesudah penyesuaian ukuran blade 2. Dapat mengetahui penggunaan CPP yang optimal pada kapal 3. Referensi teknis untuk keperluan akademik 4. Referensi teknis untuk pengembangan dan penelitian terhadap CPP untuk masa mendatang

2 II. TINJAUAN PUSTAKA 2. 1 Sejarah Propeller Penggerak Kapal mekanik dimulai dengan mesin uap. Kapal yang sukses pertama dari tipe ini masih menjadi bahan perdebatan, para penemu abad ke-18 meliputi William Symington, Marquis de Jouffroy, John Fitch dan Robert Fulton, akhirnya Symington William 's dengan Dundas Charlotte-nya dianggap sebagai kapal dengan mesin uap pertama. Propeller dengan tipe screw (sebagai lawan paddlewheels) diperkenalkan di paruh kedua abad ke-18. David Bushnell 's menemukan kapal selam (Turtle) pada tahun 1775 dengan, menggunakan tenaga manusia untuk menyelam dan bergerak. Insinyur Bohemia Josef Ressel merancang dan mematenkan screw propeler pertama pada 1827. Fransiskus Pettit Smith mengadakan pengujian serupa pada 1836. Pada 1839, John Ericsson memperkenalkan screw propeler ke Amerika Serikat. Kombinasi rancangan dengan menggunakan dayung dan baling-baling masih digunakan pada saat itu (digunakan pada 1858 SS Great Eastern).

Gambar 2.4. Sketsa Desain Propeller 2. 3 Propeller B-Series Propeller B-Series atau lebih dikenal dengan Wageningen merupakan propeller yang paling sering digunakan terutama pada kapal jenis merchant ship. Bentuk dari propeller B-Series sangatlah sederhana. Propeller ini mempunyai section yang modern dan karakteristik kinerja yang baik. Pada umumnya, propeller B-Series mempunyai variasi. P/D 0.5 sampai 1.4 Z 2 sampai 7 0.3 sampai 1.05 AE/A0 Tabel 2.1Tingkatan propeller B-Series

Gambar 2.1. Tipe Propeller 2. 2 Propeller Geometri Permukaan daun baling-baling yang menghadap ke belakang disebut sisi muka (face), atau sisi dengan tekanan tinggi, sedangkan sisi sebaliknya disebut punggung, atau sisi belakang (back), atau sisi tekanan rendah (Gambar.2.2)

Gambar 2.2. Penamaan Pada Propeller Keterangan 1) Trailing edge 2) Face 3) Fillet area 4) Hub or Boss 5) Hub or Boss Cap 6) Leading edge 7) Back 8) Propeller shaft 9) Stern tube bearing 10) Stern tube

2. 4 Karakteristik Propeller Karakteristik beban propeller dapat ditampilkan dengan grafik oleh beberapa koefisien dalam bentuk ukuran. Diagram memberikan Torque dan Thrust sebagai fungsi kecepatan. Karakteristik propeler terdiri dari koefisien Thrust (KT), koefisien torque (KQ), dan koefisien advanced (J).

Dimana : ρ = massa jenis fluida ( Fluid Density ) D = diameter propeller n = putaran propeller Va = advanced speed T = thrust propeler Q = torque propeler Untuk nilai efisiensi propeller pada open water diberikan rumus:

2. 5 Controllabel Pitch Propeller Pitch (sudut blade propeller) Controllable pitch propeller (CPP) bisa berubah sudutnya untuk menyesuaikan dengan RPM sehingga kecepatan sesuai dengan yang Gambar 2.3. Sketsa Desain Propeller

3 diinginkan. Keuntungan Controllable pitch propeller (CPP) dibandingkan dengan Fixed pitch Propeller, yaitu : a. Efisiensi propulsi yang lebih tinggi daripada Fixed pitch Propeller terutama dalam optimalisasi kecepatan. b. maneuver kapal yang lebih baik, respon terhadap perubahan kecepatan yang membutuhkan waktu relatif singkat. c. Controllable pitch propeller (CPP) memungkinkan operasi mesin konstan pada kecepatan nominalnya, sehingga dapat mengurangi konsumsi bahan bakar. d. Penggunaan CPP (dengan pengubahan pitch) akan memudahkan kita untuk mengubah putaran mesin. e. pengaturan dalam operasional Controllable pitch propeller (CPP) yang lebih fleksibel dari pada kebutuhan efisiensi propulsi pada saat kondisi servis. Pada keadaan dimana terjadi kesalahan dalam penentuan pitch dari propeller pada system propulsi kapal,maka hal ini juga akan memberikan dampak pada operasional motor penggerak kapal.salah satu indikasi yang sangat tampak adalah pada engine speed yang dicapai oleh Engine penggerak kapal saat dioperasikan , hal ini seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Suatu kode CFD terdiri dari tiga elemen utama yaitu :. 1. Pre-processor Pre-processor meliputi masukan dari permasalahan aliran ke suatu program CFD dan transformasi dari masukan tersebut ke bentuk yang cocok digunakan oleh solver. 2. Solver Solver dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu finite difference, finite element dan metode spectral. 3. Post-Processor Post processing merupakan tahap visualisasi dari tahapan sebelumnya. Post processor semakin berkembang dengan majunya engineering workstation yang mempunyai kemampuan grafik dan visualisasi cukup besar. III. METODOLOGI Metodologi penelitian adalah kerangka dasar dari tahapan penyelesaian tugas akhir. Metodologi tersebut mencakup semua kegiatan yang akan dilaksanakan untuk memecahkan masalah atau melakukan proses analisa terhadap permasalahan skripsi ini. Tahapannya digambarkan dalam flowchart berikut: Start Identifikasi dan Perumusan Masalah Studi literatur

Pembuatan Geometri Model Model CPP Blade 4 Diameter tetap ada pengurangan luasan

Gambar 2.6. Engine Torque vs Propeller Loads (Incorrect Pitch) 2. 6 Gaya-gaya yang Bekerja pada Blade Definisi dari beban pada analisa struktur pada daun propeler diidealisasikan dengan distribusi tekanan dan gaya. Pemodelan awal yang sederhana mengenai gaya yang bekerja adalah tiga gaya dasar yaitu thrust, torque dan centrifugal.

Model CPP blade 4 Diameter bertambah tanpa pengurangan luasan

Model Hub

Penyesuain bentuk di daerah Antara Hub dan Blade antara FPP dan CPP Analisa Peforma Blade CPP Rekomendasi model Blade yang kinerjanya paling optimal

Kesimpulan

Gambar 3.1 Metedologi pengerjaan IV. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Gambar 2.7 Gaya-gaya yang bekerja pada daun propeler Propeller thrust dan torque terbentuk dari gaya angkat (lift) dan drag pada foil propeller pada posisi radial. Dengan kata lain total thrust merupakan integral dari vector axial lift pada bagian root hingga tip propeller. Gaya dorong (Thrust )kapal merupakan komponen yang sangat penting yang mana digunakan untuk mengatasi tahanan (resistance)atau gaya hambat namun kondisi tersebut sangat tidak realistis karena pada faktanya dibadan kapal tersebut terjadi phenomena hidrodinamis yang menimbulkan degradasi terhadap nilai besaran gaya dorong kapal. 2. 7 Computational Fluid Dynamic (CFD) Metode ini meliputi fenomena yang berhubungan dengan aliran fluida seperti sistem liquid dua fase, perpindahan massa dan panas, reaksi kimia, dispersi gas atau pergerakan partikel tersuspensi.

4. 1 Penggambaran Model Pada sub bab ini akan dijelaskan mengenai langkahlangkah penggambaran model propeller B-Series. Model propeller B-Series yang akan dibuat berdasarkan pada batasan masalah yang sudah ditentukan yaitu mempunyai diameter 4 m, variasai jumlah blade sebanyak 4. Pertama yang dilakukan dalam proses penggambaran adalah menentukan koordinat dari masing-masing propeller tersebut yang didapat dari marine propeller geometry.

Gambar 4.1 Garis dari titik-titk koordinat propeller Koordinat-koordinat yang telah terhubung dengan garis tersebut selanjutnya diberi surface.

4 Gambar 4.6 Hasil meshing blade

Gambar 4.2 Surface dari satu blade plopeller untuk mendapatkan jumlah blade yang diinginkan perlu melakukan tool rotate terhadap sumbu x yang perpusat pada koordinat (0, 0, 0). untuk mendapatkan jumlah blade blade 4,harus diputar 900.

Gambar 4.3 Blade yang sudah dirotate Berdasarkan batasan masalah yang sudah ditentukan dalam bab 1 Pitch ratio yang digunakan untuk menggambar model ini adalah konstan, yaitu 0.64 yang sudut putarnya dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut.

Gambar 4.4 Propeller 3 blade beserta boss Langkah selanjutnya yaitu membuat variasi pitch dari masing-masing propeller tersebut, propeller yang didapat dari menggunakan pitch sebesar 00 untuk membuat Variasi pitch dilakukan tool rotate sarah sumbu Z sebesar sejauh 50, 150, dan 300. Kemudian membuat domain berputar untuk mengasumsikan bahwa propeller berputas. Selanjutnya dilakukan pemberian body yaitu body rotating, langkah selanjutnya adalah pemberian nama dari masing-masing bagian diantaranya adalah face, back, wall, inlet, outlet, hub.

Gambar 4.5 Propeller yang sudah diberi domain Langkah selanjutnya yaitu proses meshing, proses meshing dilakukan agar objek yang sudah dibuat dapat dianalisa pada masing-masing titik yang diinginkan atau dengan kata lain pada masing-masing titik mempunyai nilai yang berbeda-beda. Objek yang sudah dimeshing selanjutnya disimpan dalam format .cfx5 yang nantinya akan dibaca dalam solver CFX.

Gambar 4.7 Hasil meshing seluruh part Tahap selanjutnya yaitu memasukkan inputan data dalam CFX sesuai dengan metode Roating Domain variasi yang sudah ditentukan sebelumya yaitu putaran propeller masing-masing 1.8 rps, 2.1 rps, 2.4 rps, 2.7 rps, dan 3 rps.

Gambar 4.8 Tampilan propeller pada CFX

Gambar 4.9 Tampilan seluruh bagian pada CFX Dalam memasukkan input data ke CFX ada beberapa part yang perlu di insert domain dan boundary baik inlet, outlet maupun sebagai wall. Hal lain yang juga perlu diperhatikan adalah jumlah iterasi yang diinginkan, kemudian baru melakukan running dengan jenis keluaran proses ini adalah file result atau disingkat “res”. Dari sini kemudian melangkah ke proses selanjutnya yaitu proses solver. Dari hasil running yang sudah dilakukan di CFX dapat dibaca pada CFX-Post dengan file ekstensi *.cst. langkah terakhir dari rangkaian proses simulasi adalah proses post. Proses post adalah tahapan yang mana file result dari solver divisualisasikan melalui gambar dan animasi berupa tampilan dan sebagainya. Data yang dibutuhkan akan didapatkan baik secara visual maupun nominal. 4. 2 Model Hasil Simulasi Dari hasil simulasi model akan didapatkan beberapa data yang dibutuhkan untuk analisa yaitu luas area (m2), tekanan (Pa), dan tegangan geser (Pa) baik pada face maupun pada back. Dari 8 model yang ada dan setelah dirunning dengan masing-masing sebanyak 5 variasi maka akan didapatkan data sebanyak 40 kali. Hasil simulasi berupa kontur pressure pada blade 4 pada pitch 00 dengan putaran 3.0 rps dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 4.10 a) Kontur Pressure pada face blade CPP Diamater bertambah, Variasi Pitch 0O

5 PROPELLER

VARIASI PIT CH n (rps) 1,8 2,1

b) Kontur Pressure pada back blade CPP Diamater bertambah, Variasi Pitch 0O

Blade CPP D tetap, Luasan berkurang

00

2,4 2,7 3,0 1,8 2,1

50

2,4 2,7 3,0 1,8 2,1

15 0

2,4 2,7 3,0 1,8 2,1

30

Gambar 4.10 a) Kontur Pressure pada face blade CPP Diamater tetap, Variasi Pitch 0O

Gambar b) Kontur Pressure pada back blade CPP Diamater CPP Diamater tetap, Variasi Pitch 0O 4. 3 Analisa Data Pada tahap ini, data yang diperoleh dari proses simulasi yaitu pressure, wallshear dan area diambil untuk menentukan proses validasi dan variasi dari percobaan yang dilakukan.

Gambar 4.12 Gaya yang bekerja pada foil 4.3.1. Variasi Berdasarkan permasalahan dan batasan masalah yang sudah diuraikan di bab sebelumnya maka didapatkan variasi sepeti pada tabel 4.1 Tabel 4.1 Variasi pengujian Blade Diameter Bertambah. PROPELLER

VARIASI PIT CH n (rps) 1,8 2,1 00

2,4 2,7

Blade CPP D Bertambah

3,0 1,8 2,1 50

2,4 2,7 3,0 1,8 2,1

15 0

2,4 2,7 3,0 1,8 2,1

30

0

2,4 2,7 3,0

Tabel 4.2 Variasi pengujian Blade Diameter Tetap

0

2,4 2,7 3,0

4.3.2.Perhitungan Pada sub bab ini akan dijelaskan mengenai cara perhitungan dari data yang diperoleh dari hasil simulasi, adapun langkah perhitungannya adalah sebagai berikut: • Mencari Force Lift F=PxA Dimana, F = Force Lift (N) P = Pressure (Pa) A = Area (m2) Untuk pressure dan area nilainya diambil dari proses post pada tahap simulasi dengan menggunakan function calculator. Harga yang diambil adalah nilai pressure pada sisi face dan back. Sedangkan area yang diambil adalah luasan bagian face dan back dari propeller, adapun contoh perhitungannya adalah sebagai berikut (pada propeller blade D bertambah pada Pitch 00 dengan putaran 1.8 rps) : Pada face F =PxA = 93212,5 x 0,85471 = 79669, 28 N Pada back F =PxA = 103163 x 0,86285 = 89013,98 N Maka resultan gaya lift : Flift = [Fface - Fback] = [79668,28 + 89013,98] = -9344,71 N • Mencari Force Drag F=τxA Dimana, F = Force Drag(N) τ = Wallshear (Pa) A= Area (m2) Untuk wallshear dan area diambil dari proses post pada tahap simulasi dengan menggunakan function calculator. Nilai yang diambil adalah nilai wallshear pada sisi face dan back. Sedangkan area yang diambil adalah luasan bagian face dan back dari propeller, sehingga : Pada face F =τxA = 54, 8 x 0,85471 = 46, 85 N Pada back F =τxA = 72,8 x 0,86285 = 62,82N Maka resultan gaya drag : Fdrag = [Fface + Fback]

6 = [46, 85 + 62,82] = 109, 66 N • Mencari Thrust Value T = Flift cos θ – Fdrag sin θ Dimana, T = thrust Flift = gaya lift Fdrag= gaya drag θ = sudut daun dari P/D θ = tan -1 P/D 0,7 π = tan -1 {0.6 / (0.7 x 3.14)} = 16,17 o Maka, T = Flift cos θ – Fdrag sin θ T = (-9344,71 cos16,17) – (109, 66 sin16,17) T = -8,41 kN • Mencari Torque Value Q = (Flift sin θ) + (Fdrag cos θ) Dimana, Q = torque Flift = gaya lift Fdrag = gaya drag θ = sudut daun dari P/D Maka, Q = (Flift sin θ) + (Fdrag cos θ) Q = (-9344,71 sin16,17) + (109, 66 cos16,17) Q = -4,97 kN • Mencari Propeller Efficiency Untuk nilai effisiensi propeller pada open water diberikan rumus sebagai berikut :

η0 =

TVa 2πQn

Dimana, η0 = effisiensi propeller (kondisi open water) T = thrust Va = advance velocity Q = propeller torque n = putaran rps Maka perhitungan effisiensinya :

η0 =

Tabel 4.4 Hasil variasi Pitch dan RPS pada propeller Blade Diamater Tetap. PITCH

0

5

15

30

RPS 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0

Blade CPP D tetap, Luasan berkurang THRUST (kN) TORQUE (kNm) EFFISIENSI -6,24 -2,99 0,5549 -4,02 -1,86 0,4924 -1,89 -0,76 0,4971 0,43 0,45 0,1700 2,80 1,69 0,2630 -2,36 -1,07 0,5861 -0,12 0,09 -0,3147 2,40 1,38 0,3449 5,28 2,87 0,3261 8,52 4,52 0,2998 4,07 2,15 0,5017 7,70 3,99 0,4387 11,90 6,11 0,3873 16,57 8,47 0,3460 21,62 11,02 0,3123 13,56 6,86 0,5242 19,55 9,87 0,4505 26,07 13,14 0,3948 32,86 16,55 0,3511 39,70 19,99 0,3161

4. 4 Pembahasan Data-data yang ada didalam table pada sub bab 4.3.3 kemudian diplotkan kedalam bentuk grafik untuk mengetahui karakteristik dari masing-masing model yang telah divariasikan. Berikut adalah pembahasan dari kedua grafik tersebut. 4.4.1. Hubungan antara variasi Pitch dengan thrust Data-data yang ada pada ketiga tabel pada sub bab 4.3.3 akan diplotkan dalam bentuk grafik dimana grafik-grafiknya akan menunjukkan hubungan antara variasi rake propeller dan thrust. Pada grafik-grafik ini nantinya dilakukan suatu pembahasan untuk menjawab rumusan masalah yang nantinya akan digunakan untuk menarik suatu kesimpulan.

TVa 2πQn

=

(-8,41 x 3) (2 x 3.14 x -4,97 x 1.8) = 0.5488 4.3.3.Data yang Diperoleh Hasil Simulasi Variasi Pada tahap ini, diperoleh data dari hasil perhitungan yang dilakukan berdasarkan hasil simulasi dan dapat ditabulasikan pada tabel – tabel berikut: Tabel 4.3 Hasil variasi Pitch dan RPS pada propeller Blade Diamater Bertambah. PITCH

0

5

15

30

RPS 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0

Blade CPP D Bertambah THRUST (kN) TORQUE (kNm) EFFISIENSI -8,41 -4,07 0,5488 -6,21 -2,95 0,4786 -3,99 -1,81 0,4376 -1,72 -0,64 0,4729 0,82 0,67 0,1948 -3,61 -1,69 0,5664 -1,30 -0,51 0,5839 1,36 0,86 0,3160 4,36 2,39 0,3225 7,68 4,09 0,2990 2,88 1,56 0,4910 6,63 3,46 0,4364 10,84 5,58 0,3864 15,44 7,91 0,3454 20,36 10,39 0,3119 10,92 5,54 0,5233 16,27 8,22 0,4503 22,21 11,20 0,3948 28,56 14,38 0,3513 35,09 17,66 0,3164

Gambar 4.13 Grafik hubungan Pitch dengan thrust pada Blade Diameter Bertambah

Gambar 4.14 Grafik hubungan Pitch dengan thrust pada Blade Diameter Tetap Dari kedua grafik di atas dapat dilihat bahwa thrust terus bergerak naik dari pitch 00 sampai 300 dengan nilai thrust terbesar pada propeller blade Diameter Tetap pada Pitch 300 putaran 3.0 rps dengan nilai 39,7 kN. Sedangkan thrust terendah terdapat pada propeller Diameter bertambah pada Pitch 00 putaran 1.8 rps dengan nilai -8,41 kN.

7 4.4.2. Hubungan antara variasi rps dengan Thrust Pada sub bab ini akan dibuat grafik hubungan antara rps dengan thrust dengan nilai J (koefesien advanced) yang berbeda-beda yang mengacu pada data-data yang ada pada tabel pada sub bab 4.3.3. grafik-grafik tersebut nantinya akan dilakukan suatu pembahasan untuk menjawab rumusan masalah yang akan digunakan untuk menarik suatu kesimpulan. Gambar 4.18 Grafik hubungan sudut rake dengan torque pada Blade Diameter Tetap Dari kedua grafik di atas dapat dilihat bahwa torque terus bergerak naik dari pitch 00 sampai 300 dengan nilai torque terbesar pada propeller Blade Diameter tetap pada Pitch 300 putaran 3.0 rps dengan nilai 19,19 kNm. Sedangkan torque terendah terdapat pada propeller Diameter bertambah pada Pitch 00 putaran 1.8 rps dengan nilai -4,07 kNm. Gambar 4.15 Grafik hubungan RPS dengan thrust pada Blade Diameter Bertambah

Gambar 4.16 Grafik hubungan RPS dengan thrust pada Blade Diameter tetap Dari kedua grafik diatas dapat dilihat bahwa hubungan antara rps dengan thrust pada semua blade dan tiap-tiap pitch berbanding lurus dimana thrust bergerak naik dari 1.8 rps hingga 3 rps, hal ini dikarenakan nilai J (koefesien advanced) berbeda-beda. nilai thrust terbesar pada propeller blade Diameter Tetap pada Pitch 300 putaran 3.0 rps dengan nilai 39,7 kN. Sedangkan thrust terendah terdapat pada propeller Diameter bertambah pada Pitch 00 putaran 1.8 rps dengan nilai -8,41 kN. 4.4.3. Hubungan antara variasi Pitch dengan Torque Pada sub bab ini akan dianalisa mengenai hubungan antara variasi rake propeller dan torque yang mengacu pada data yang ada pada sub bab 4.33. berikut merupakan grafikgrafik hubungan antara pitchdengan torque

Gambar 4.17 Grafik hubungan sudut rake dengan torque pada Blade Diameter Bertambah

4.4.4. Hubungan antara variasi RPS dengan Torque Pada sub bab ini akan dibuat grafik hubungan antara rps dengan torque dengan nilai J (koefesien advanced) yang berbeda-beda yang mengacu pada data-data yang ada pada tabel pada sub bab 4.3.3. berikut merupakan grafik-grafik hubungan antara rps dengan torque

Gambar 4.19 Grafik hubungan rps dengan torque pada Blade Diameter Bertambah

Gambar 4.20 Grafik hubungan rps dengan torque pada Blade Diameter Tetap Dari kedua grafik diatas dapat dilihat bahwa hubungan antara rps dengan torque pada semua blade dan tiap-tiap pitch berbanding lurus dimana torque bergerak naik dari 1.8 rps hingga 3 rps, hal ini dikarenakan nilai J (koefesien advanced) berbeda-beda. Nilai torque terbesar pada propeller Blade Diameter tetap pada Pitch 300 putaran 3.0 rps dengan nilai 19,19 kNm. Sedangkan torque terendah terdapat pada propeller Diameter bertambah pada Pitch 00 putaran 1.8 rps dengan nilai -4,07 kNm. 4.4.5. Grafik KT KQ J Fixed Pitch Propeller Hasil simulasi kemudian digunakan untuk menghitung Koefisien KT, KQ dan Efisiensi (Ƞ) dibuat grafik seperti dibawah.

8

Gambar 4.21 Grafik KT KQ J FPP Dari grafik diatas dapat terlihat bahwa efisiensi tertinggi pada J 0,5 sebesar 0,58. 4.4.6. Grafik KT KQ J CPP Diameter Bertambah Hasil simulasi kemudian digunakan untuk menghitung Koefisien KT, KQ dan Efisiensi (Ƞ) dibuat grafik seperti dibawah.

3. Hubungan antara Pitch dengan torque berbanding Lurus, semakin besar Pitch maka torque yang dihasilkan semakin besar. 4. Hubungan antara RPS dengan torque berbanding Lurus, semakin besar Pitch maka torque yang dihasilkan semakin besar. 5. Pada Grafik KT KQ J Fixed Pitch Propeller mempunyai Efisiensi tertinggi pada J 0,5 sebesar 0,58. 6. Pada Grafik KT KQ J Controllable Pitch Propeller Diameter Bertambah tanpa Pengurangan Luasan mempunyai Efisiensi tertinggi pada J 0,5 sebesar 0,59. 7. Pada Grafik KT KQ J Controllable Pitch Propeller Diameter Tetap ada Pengurangan Luasan mempunyai Efisiensi tertinggi pada J 0,5 sebesar 0,587. 5. 2 Saran 1. Data yang didapatkan lebih akurat jika jumlah dan variasi diperbanyak. 2. Untuk mengetahui hasil simulasi yang lebih akurat sebaikmya menggunakan literasi yang lebih banyak. DAFTAR PUSTAKA

Gambar 4.22 Grafik KT KQ J CPP Diameter Bertambah Dari grafik diatas dapat terlihat bahwa efisiensi tertinggi pada J 0,5 sebesar 0,59. 4.4.7. Grafik KT KQ J CPP Diameter Tetap Hasil simulasi kemudian digunakan untuk menghitung Koefisien KT, KQ dan Efisiensi (Ƞ) dibuat grafik seperti dibawah.

Gambar 4.23 Grafik KT KQ J CPP Diameter Tetap Dari grafik diatas dapat terlihat bahwa efisiensi tertinggi pada J 0,5 sebesar 0,587. V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil simulasi, analisa data, dan pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Hubungan antara Pitch dengan thrust berbanding Lurus, semakin besar Pitch maka thrust yang dihasilkan semakin besar. 2. Hubungan antara RPS dengan thrust berbanding Lurus, semakin besar Pitch maka thrust yang dihasilkan semakin besar. 5. 1

[1] Abidin, M. Zainul. 2011. Analisa Performance Propeller B-Series dengan Pendekatan Structure dan Unstructure Meshing.Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS,. Surabaya. [2] Ati, Wisnu Cahayaning. 2011. Analisa Pengaruh Variasi Sudut Rake Propeller B-Series terhadap Distribusi Aliran Fluida dengan Metode CFD. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS,. Surabaya. [3] Carlton, John. 2007. “Marine Propeller and Propulsion” Second Edition. Oxford University: Elsevier. [4] Dave, Gerr, 2001, The Propeller Handbook: The Complete Reference for Choosing, Installing, and Understanding Boat Propellers, McGraw-Hill Professional. [5] Harvald, Sv, Aa. 1992. Tahanan dan PropulsiKapal, Airlangga University Press. [6] Hidayat Feris Subhan Dzaky. 2010. Analisa Gaya Thrust dan Beban terhadap perubahan Sudut dan Jumlah Blade pada Controllable Pitch Propeller, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTKITS,. Surabaya. [7] J. P. Ghose, R. P. Gokarn. 2004. Basic ship propulsion. Allied Publishers. [8] Kuiper, G. 1992. The Wageningen Propeller Series. Institut fur Schiffbau Dar Universitut Hamburg [9] Schoenherr, K.E. 1963. Formulation of Propeller Blade Strength. SNAME Spring Meeting. [10] W.Adji, Surjo. 2005. Engine Propeller Matching. Surabaya. [11]W. Adji, Surjo.Pengenalan Sistem Propulsi. Diktat Mata Kuliah Propulsi. JTSP-FTK-ITS [12] W.Adji, Surjo. Matching dan pemilihan Propeller. Diktat Mata Kuliah Propulsi. JTSP-FTK-ITS [13]Yahya, Yudha. 2012. Perancangan Hub dan Poros Controllable Pitch propeller (CPP) berdasarkan Analisa Distriusi tegangan, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS,. Surabaya.