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
10
Speed
22.5 Knots
1
4.2 General Arrangement
Gambar 4.1 General Arrangement
2
4.3 Perhitungan Tahanan Kapal 4.3.1 Perhitungan Tahanan Kapal menggunakan Sofware Maxsurf
Tabel 4.2 Total Resistance Metode Maxsurf Speed (Knots) 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Speed (m/s) 10.3 10.8 11.3 11.8 12.3 12.9 13.4 13.9 14.4
Fn 0.72 0.76 0.8 0.83 0.87 0.9 0.94 0.98 1.01
Rt (KN) 28.95 30.83 32.76 34.73 36.77 38.87 41.05 43.3 45.64
Gambar 4.2 Resistance Vs Speed Metode Maxsurf
3
Tabel 4.3 Effectife Power Metode Maxsurf Speed (Knots) 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Speed (m/s) 10.3 10.8 11.3 11.8 12.3 12.9 13.4 13.9 14.4
Fn 0.72 0.76 0.8 0.83 0.87 0.9 0.94 0.98 1.01
Pe(kW) 297.84 333.04 370.74 410.90 453.95 499.87 549.02 601.39 657.36
Gambar 4.3 Efective Power Vs Speed Metode Maxsurf
4
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 Lwl B H T Cbpp Vs Ldisp
Cbdisp Cp Cm Lcb Radius
= = = = = = = = = = = = = = =
20.1 20.70 6.4 2.15 1.2 0.282 23 1/2 x (Lpp+Lwl) 1/2 x (20.1+20.7) 20.40 0.22 0.742 0.38 -8.10% 614
meter meter meter meter meter knots =
meter
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 m
3
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
5
11.83
m/s
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. Bos baling-baling = untuk kapal penuh Cr dinaikkan 3 ~ 5%
6
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 C. Penyimpangan LCB
7
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:
8
Tabel 4.4 Total Resistance Metode Harvald Speed (Knots) 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Speed (m/s) 10.3 10.8 11.3 11.8 12.3 12.9 13.4 13.9 14.4
Fn 0.715 0.74 0.81 0.85 0.88 0.91 0.95 0.98 1.1
Rt (KN) 27.56 29.55 33.1 34.73 36.77 38.87 41.05 43.3 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
9
Tabel 4.5 Effective Power Metode Harvald Speed (Knots) 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Speed (m/s) 10.3 10.8 11.3 11.8 12.3 12.9 13.4 13.9 14.4
Fn 0.715 0.74 0.81 0.85 0.88 0.91 0.95 0.98 1.1
Pe(kW) 283.54 319.21 374.59 404.75 453.95 499.87 549.02 601.39 657.36
Gambar 4.5 Effective Power Vs Speed Metode Harvald
10
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
Gambar 4.6 Gambar Main Engine MAN
11
12
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
Gambar 4.7 Main Engine Caterpillar
Gambar 4.8 Main Engine Caterpillar C18 ACERT
13
Gambar 4.9 Curve performance Engine
14
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 Material : Alumunium
15
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
k
= 100
16
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
Gambar 4.12 Stern Tube Ket. : Detail lihat lampiran
17
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
Ket. : Detail lihat lampiran
18
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) = 6.7 MM
19
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:
Gambar 4.15 Propeller
20
21
