BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. displacement dari kapal tersebut. Adapun hasil perhitungan adalah : 2. Coefisien Blok (Cb) = 0,688

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.

Karakteristik Hidrostatika Kapal Tunda Sesuai dengan gambar rencana garis dan bukaan kulit kapal tunda TB.

Bosowa X maka dapat dihitung luas garis air, luas bidang basah, volume dan displacement dari kapal tersebut. Adapun hasil perhitungan adalah : 1. Froud Number (Fn) Fn

= Vs / ( Lwl x g )1/2 = 5,144 / (25,24 x 9,8)1/2 = 0,327

2. Coefisien Blok (Cb)

= 0,688

3. Coefisien Garis Air (Cw)

= 0,922

4. Coefisien Midship (Cm)

= 0,952

5. Coefisien Prismatik Longitudinal (Cp)

= 0,723

6. Luas Midship (Am) Am = B x T x Cm = 8,2 x 2,75 x 0,952 = 21,468 m2 7. Luas Bidang Basah Kapal

= 261,05 m2

8. Volume

= 391,51 m3

9. Displacement

= 402,91 ton

39

4.2.

Perhitungan Tahanan Kapal Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk memprediksi tahanan

kapal dan kebutuhan daya, tetapi hal yang perlu diperhatikan tergantung dari tipe kapal serta batasan parameter ukuran utama dan bilangan Froude Number (Fn). Dalam perhitungan tahanan kapal tunda menggunakan metode Yamagata dengan variasi kecepatan 4 – 12 knot. Adapun langkah perhitungan adalah sebagai berikut : 4.2.1. Perhitungan Tahanan Kapal Tunda Dengan Metode Yamagata Adapun perhitungan tahanan kapal tunda dengan metode yamagata yaitu dengan estimasi kecepatan Vs = 10 knot sebagai sampel. 1. Kecepatan dinas kapal V

= 10 Knot

2. Kecepatan kapal dalam m/s Vs

= 5,144 m/s

3. Menentukan angka Reynold (Rn), dengan persamaan 2.2 Rn

= Vs . Lwl / υ

dimana υ = 0,884 x 10-6 m2/s. Pada suhu 28oC

= 5,144 . 25,24 / 0,884 x 10-6 = 1,468 x 108 4. Menentukan koefisien hambatan gesek (Cf) dengan persamaan 2.3 Cf

= 0,075 / (Log10Rn-2)2 = 0,002

5. Menentukan nilai tahanan gesek (Rf) dengan persamaan 2.1 Rf

= 0,5 . Cf . ρ . V2 . S

40

= 0,5 . 0,002 . 1025 . 5,1442 . 261 = 5240,728 N 6. Menentukan nilai tahanan gesek (Rf) dalam satuan Kg. Rf

= 524,0728 Kg

7. Menentukan nilai Froude (Fn) dengan persamaan 2.5 Fn

= V / 𝒈. 𝑳 = 5,144 / 9,8 . 25,24 = 0,327

8. Menentukan nilai harga B/L -0,135 (Perhitungan Tahanan Kapal) B/L-0,135 = 0,1899 9. Menentukan nilai harga B/T -2,25 (Perhitungan Tahanan Kapal) B/T-2,25

= 0,7318

10. Menentukan harga dari (∆rR`.B/L) / (B/L-0,135) fig.5.3.2 (∆rR`.B/L) / (B/L-0,135)

= 0,55

11. Menentukan harga dari (∆rR`.B/T) / (B/T-2,25) fig.5.3.3 (∆rR`.B/T) / (B/T-2,25)

= - 0,0015

12. Menentukan harga dari (∆Rr``.B/L) (∆Rr``.B/L) = B/L -0,135 x (∆rR`.B/L) / (B/L-0,135) = 0,0095

41

13. Menentukan harga dari (∆Rr``.B/T) (∆Rr``.B/T) = B/T-2,25 x (∆rR`.B/T) / (B/T-2,25) = -0,00109 14. Menentukan koefisien tahanan sisa (rRo) fig. 5.3.1. rRo = 0,02 15. Menentukan koefisien tahanan sisa (rR`) rR` = (∆Rr``.B/T) + (∆Rr``.B/L) + (rRo) = 0,028 16. Menentukan hambatan sisa (RR), dengan persamaan 2.4 RR

= rR` + 0,5 x  x ∆2/3 x V2 = 0,028 + 0,5 x 1025 x 391,512/3 x 5,1442 = 1384,364 Kg

17. Menentukan hambatan kapal (Rx) Rx

= R R + Rf = 1384,364 + 524,0728 = 1908,43 Kg

18. Hambatan total kapal Menurut Mansyur Hasbullah: Buku Teori Tahanan Kapal. Untuk penentuan daya mesin penggerak kapal di perairan dalam adalah : RT

= Rx + (3% x Rx) = 1908,43 + (3% x 1908,43) = 1965,69 Kg

42

19. EHP (Effective Horse Power) EHP = RT x Vs / 75 = 134,82 HP

Data tahanan kapal dalam berbagai variasi kecepatan sebagai berikut : Tabel 4.1. Hubungan nilai RT, Vs, EHP No

Kecepatan (Vs) (Knot)

Tahanan Kapal (RT) (Kg)

Daya Efektif (EHP) (HP)

1.

4

228,01

6,255

2.

5

356,18

12,215

3.

6

499,069

20,538

4.

7

672,818

32,302

5.

8

984,766

54,033

6.

9

1418,564

87,565

7.

10

1965,69

134,82

8.

11

2706,452

204,189

9.

12

3633,63

299,062

Sumber : Perhitungan tahanan kapal tunda (lampiran 1)

43

Hubungan EHP dengan Vs 350 300

299,062

EHP (HP)

250 204,189

200

EHP

150

134,820

100

87,565

50 20,538 6,255 12,215

0 4

5

6

32,302

7

54,033

8

9

10

11

12

Vs (Knot) Sumber : Perhitungan tahanan kapal tunda (lampiran 1) Grafik 4.1. Hubungan EHP dengan Vs Dari grafik hubungan antara daya dengan kecepatan terlihat bahwa semakin besar daya maka kecepatan kapal semakin besar.

Hubungan RT dengan Vs 3633,630

4000,00 3500,00

2706,452

RT (Kg)

3000,00 2500,00

1965,690

2000,00 1500,00 1000,00 500,00

RT

1418,564 984,766 672,818 499,069 228,010356,180

0,00 4

5

6

7

8

9

10

11

Vs (Knot) Sumber : Perhitungan tahanan kapal tunda (lampiran 1) Grafik 4.2. Hubungan antara RT dengan Vs 44

12

Dari grafik 4.2 terlihat adanya hubungan antara tahanan kapal (RT) dengan kecepatan kapal (Vs) yang berbanding lurus, yaitu semakin besar kecepatan kapal yang diinginkan maka tahanan kapal juga semakin besar.

4.3.

Perhitungan Daya Mesin Kapal

4.3.1. Perhitungan Daya Mesin Kapal Yang Tidak Menggunakan Kort Nozzle Propeller Berikut ini adalah perhitungan daya mesin kapal yang tidak menggunakan kort nozzle propeller dengan estimasi kecepatan 10 knot sebagai sampel : 1. Kecepatan dinas kapal Vs

= 10 Knot

2. Kecepatan kapal dalam m/s Vs

= 5,144 m/s

3. Tahanan total kapal (RT) dari data perhitungan propulsi : RT

= 1965,69 Kg

4. Diameter propeller Dp

= 1820 mm = 1,82 m

5. Nilai EHP dari perhitungan tahanan EHP = 134,82 HP

45

6. Penentuan nilai arus ikut dari persamaan 2.12 w

= (0,5 – Cb) - 0,2 = (0,5 – 0,688) – 0,2 = 0,144

7. Penentuan fraksi deduksi daya dorong dari persamaan 2.13 t

= 0,5 x Cp - 0,19 = 0,5 x 0,723 - 0,19 = 0,1715

8. Kecepatan air masuk ke baling – baling dari persamaan 2.14 Va

= Vs x (1 – w) = 5,144 x (1 - 0,144) = 4,403 m/s

9. Penentuan nilai Thrust T

=

=

𝑅𝑇 (1−𝑡) 1965,69 (1 − 0,1715 )

= 2372,59 Kg 10. Jarak sumbu poros ke lunas (Principal of Naval Architecture Volume II) E

= 0,045 x T + 0,5 x Dp = 0,045 x 2,75 + 0,5 x 1,82 = 1,034 m

46

11. Tinggi air di atas propeller (Tahanan dan Propulsi Kapal) h

= (T - E) + (0,0075 x Lbp) = (2,75 - 1,034) + (0,0075 x 24,62) = 1,9009 m

12. Tekanan pada garis pusat baling – baling (Tahanan dan Propulsi Kapal) po – pv = 99,6 - (10,05 x h) = 99,6 - (10,05 x 1,9009) = 80,496 N/m2 13. Rasio luas bentang daun propeller dari persamaan 2.16 (Principal of Naval Architecture Volume II) Ad/Ao =

1,3+0,3.𝑍 𝑇 (𝑃𝑜−𝑃𝑣.𝐷 2 )

+𝑘

= 0,39 14. Putaran mesin n

= 13,64 Rps

15. Penentuan nilai koefisien angka maju J

=

=

𝑉𝑎 (𝑛.𝐷𝑝 ) 4,403 (13,64 .1,82)

= 0,177

47

16. Penentuan nilai pitch Pitch = 2𝜋. 𝑟. 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 0,977 17. Penentuan nilai P/D (rasio langkah ulir propeller) P/D = 0,537 18. Rasio putaran propeller, pada grafik Nilai KT – B4 – 35

= 0,133

KT – B4 – 40

= 0,13

KT – B4 – 39, Interpolasi

= 0,133

Nilai KQ – B4 – 35

= 0,0132

KQ – B4 – 40

= 0,013

KQ – B4 – 39, Interpolasi

= 0,013

Nilai ηo – B4 – 35

= 0,383

ηo – B4 – 40

= 0,375

ηo – B4 – 39, Interpolasi

= 0,382

19. Penentuan nilai efisiensi lambung ηhull =

=

(1−𝑡) (1−𝑤) (1−0,1715 ) (1−0,144)

= 0,968 20. Penentuan nilai efisiensi rotasi ηr

= 1,0

48

21. Nilai Quasi Propulsive Coeffisien (QPC) dari persamaan 2.18 QPC = ηo . ηhull . ηr = 0,382 . 0,968 . 1 = 0,3697 22. Delivery Horse Power (DHP) dari perhitungan tahanan DHP =

=

𝐸𝐻𝑃 𝑄𝑃𝐶 134,82 0,3697

= 364,65 HP 23. Efisiensi poros, untuk letak kamar mesin berada di buritan ηs

= 0,98 (dipilih 0,98 karena kamar mesin berada di buritan)

24. Shaft Horse Power (SHP) SHP =

=

𝐷𝐻𝑃 𝜂𝑠 364,65 0,98

= 372,09 HP 25. Brake Horse Power (BHP) BHP =

=

𝑆𝐻𝑃 𝜂𝑠 372,09 0,98

= 379,682 HP

49

26. Efisiensi propulsi kapal, dari persamaan 2.17 ηp

=

=

𝐸𝐻𝑃 𝑆𝐻𝑃 134,82 372,09

= 0,36 Untuk data perhitungan daya mesin kapal tanpa menggunakan kort nozzle propeller dengan variasi kecepatan 4 – 12 Knot dapat dilihat pada lampiran 2. 4.3.2. Perhitungan Daya Mesin Kapal Dengan Penggunaan Kort Nozzle Propeller. Perhitungan propulsi kapal dengan penggunaan kort nozzle propeller dengan estimasi kecepatan 10 knot sebagai sampel adalah sebagai berikut: 1. Kecepatan dinas kapal Vs

= 10 Knot

2. Kecepatan kapal dalam m/s Vs

= 5,144 m/s

3. Tahanan total kapal (RT) dari data perhitungan propulsi : RT

= 1965,69 Kg

4. Diameter propeller Dp

= 1820 mm = 1,82 m

5. Nilai EHP dari perhitungan tahanan EHP = 134,82 HP 50

6. Penentuan nilai arus ikut dari persamaan 2.12 w

= (0,5 – Cb) - 0,2 = (0,5 – 0,688) – 0,2 = 0,144

7. Penentuan fraksi deduksi daya dorong dari persamaan 2.13 t

= 0,5 x Cp - 0,19 = 0,5 x 0,723 - 0,19 = 0,1715

8. Kecepatan air masuk ke baling – baling dari persamaan 2.14 Va

= Vs x (1 – w) = 5,144 x (1 - 0,144) = 4,403 m/s

9. Penentuan nilai Thrust T

=

=

𝑅𝑇 (1−𝑡) 1965,69 (1 − 0,1715 )

= 2372,59 Kg 10. Jarak sumbu poros ke lunas (Principal of Naval Architecture Volume II) E

= 0,045 x T + 0,5 x Dp = 0,045 x 2,75 + 0,5 x 1,82 = 1,034 m

51

11. Tinggi air di atas propeller (Tahanan dan Propulsi Kapal) h

= (T - E) + (0,0075 x Lbp) = (2,75 - 1,034) + (0,0075 x 24,62) = 1,9009 m

12. Tekanan pada garis pusat baling – baling (Tahanan dan Propulsi Kapal) po – pv = 99,6 - (10,05 x h) = 99,6 - (10,05 x 1,9009) = 80,496 N/m2 13. Rasio luas bentang daun propeller dari persamaan 2.16 (Principal of Naval Architecture Volume II) Ad/Ao =

1,3+0,3.𝑍 𝑇 (𝑃𝑜−𝑃𝑣.𝐷 2 )

+𝑘

= 0,39 14. Putaran mesin n

= 13,64 Rps

15. Penentuan nilai koefisien angka maju J

=

=

𝑉𝑎 (𝑛.𝐷𝑝 ) 4,403 (13,64 .1,82)

= 0,177

52

16. Penentuan nilai pitch Pitch = 2𝜋. 𝑟. 𝑡𝑎𝑛𝛼 = 0,977 17. Penentuan nilai P/D (rasio langkah ulir propeller) P/D = 0,537 18. Rasio putaran propeller, pada grafik Nilai KT

= 0,145

Nilai KTn

= 0,045

Nilai KQ

= 0,0138

Nilai ηo

= 0,407

19. Penentuan nilai efisiensi lambung ηhull =

=

(1−𝑡) (1−𝑤) (1−0,1715 ) (1−0,144)

= 0,968 20. Penentuan nilai efisiensi rotasi ηr

= 1,0

21. Nilai Quasi Propulsive Coeffisien (QPC) dari persamaan 2.18 QPC = ηo . ηhull . ηr = 0,407 . 0,968 . 1 = 0,394

53

22. Delivery Horse Power (DHP) dari perhitungan tahanan DHP =

=

𝐸𝐻𝑃 𝑄𝑃𝐶 134,82 0,394

= 342,249 HP 23. Efisiensi poros, untuk letak kamar mesin berada di buritan ηs

= 0,98 (dipilih 0,98 karena kamar mesin berada di buritan)

24. Shaft Horse Power (SHP) SHP =

=

𝐷𝐻𝑃 𝜂𝑠 342,249 0,98

= 349,232 HP 25. Brake Horse Power (BHP) BHP =

=

𝑆𝐻𝑃 𝜂𝑠 349,232 0,98

= 356,360 HP 26. Efisiensi propulsi kapal, dari persamaan 2.17 ηp

=

=

𝐸𝐻𝑃 𝑆𝐻𝑃 134,82 349,232

= 0,39 54

Untuk data perhitungan daya mesin kapal dengan menggunakan kort nozzle propeller dengan variasi kecepatan 4 – 12 Knot dapat dilihat pada lampiran 3.

Dari perhitungan daya mesin tanpa menggunakan kort nozzle propeller dan dengan menggunakan kort nozzle propeller di atas, dibuat tabel perbandingan perhitungan daya mesin dengan variasi kecepatan 4 knot sampai dengan 12 knot. Tabel tersebut adalah sebagai berikut : Tabel 4.2. Perbandingan Daya Mesin Kapal Tunda

No.

Kecepatan (knot)

1

Tanpa Kort Nozzle (HP)

Dengan Kort Nozzle (HP)

Persentase (%)

Daya Mesin (BHP)

Efisiensi Propulsi (ηp)

Daya Mesin (BHP)

Efisiensi Propulsi (ηp)

4

48,414

0,13

42,592

0,15

1,53

2

5

62,573

0,20

52,144

0,24

2,75

3

6

90,181

0,23

76,451

0,27

3,62

4

7

123,230

0,27

106,597

0,31

4,38

5

8

182,222

0,30

165,139

0,33

4,50

6

9

269,149

0,33

247,900

0,36

5,60

7

10

379,682

0,36

356,360

0,39

6,14

8

11

535,769

0,39

510,850

0,41

6,56

9

12

746,472

0,41

718,146

0,42

7,46

Sumber : Perhitungan Daya Mesin (lampiran 2 dan lampiran 3)

55

Dari tabel 4.2. apabila diplotkan kedalam bentuk grafik maka akan diperoleh grafik sebagai berikut : 800 700

BHP (HP)

600 500

Tanpa Kort Nozzle Propeller Dengan Kort Nozzle Propeller

400 300 200 100 0 4

5

6

7

8

9

10

11

12

Vs (Knot) Sumber : Perhitungan Daya Mesin (Lampiran 2 dan Lampiran 3) Grafik 4.3. Perbandingan Daya Mesin Kapal Tunda Dari grafik 4.3 dapat ditarik kesimpulan bahwa : 1. Kapal yang menggunakan kort nozzle propeller dengan kecepatan yang sama diperoleh daya mesin yang lebih rendah 4,73% jika dibandingkan dengan kapal yang tidak menggunakan kort nozzle. 2. Pada grafik di atas juga dapat terlihat bahwa pada kecepatan 10 Knot, kapal yang menggunakan kort nozzle propeller diperoleh daya mesin 356,360 HP dan yang tanpa menggunakan kort nozzle diperoleh daya mesin 379,682 HP.

56