Perhitungan Data Utama Kapal.docx

PERHITUNGAN DATA UTAMA KAPAL

A. Definisi Sebagai penentu dari ruangan-ruangan untuk segala kegiatan didalam kapal, dan penentuan segala peralatan yang dibutuhkan, dan pengaturan letak diatur sesuai dengan letaknya agar mempermudah jalannya untuk mencapai ruangan tersebut.

B. Sistematika pelaksanaan perhitungan General Arrangement 1. Penentuan tahanan kapal 2. Penentuan DWT kapal (Deat Weight Tonnage) 3. Penentuan konstruksi kapal 4. Penentuan sekat ruang muat kapal 5. Penentuan perlengkapan dan peralatan kapal

C. Ruang-ruang pada kapal 1.

Ruang muat (Cargo Space)

2.

Ruang mesin (Machine Space)

3.

Ruang tempat tinggal (Accomodation)

4.

Tangki-tangki (bahan bakar, air tawar, Ballast, dan minyak pelumas)

Jumlah Crew ditentukan oleh perencana kapal berdasarkan besar kecilnya kapal. Jumlah Crew ditentukan berdasarkan fungsi kapal, panjang kapal, jenis kapal, dan radius pelayaran.

D. Ruang lingkup dan definisi

Gambar rencana umum kapal (General arrangement) adalah gambar yang menunjukkan semua ruangan yang ada di kapal yang dibutuhkan untuk kegiatan serta pengoperasian kapal berlayar dan berlabuh termasuk didalamnya mesin induk, pompa-pompa dan peralatan-peralatan lainnya. Dalam pembuatan Tugas gambar Rencana Umum (General Arrangement) terlebih dahulu harus melakukan perhitungan-perhitungan sebagai berikut:

1. Jumlah muatan yang diangkut. 2. Penentuan batas-batas ruangan tersebut. 3. Penentuan konstruksi seperti tinggi Double Bottom, jarak Gading, dll. 4. Penentuan tenaga mesin induk yang dibutuhkan dengan menggunakan metode Harvarld. 5. Perancangan ruangan-ruangan akomodasi untuk crew kapal, sleeping room, mess room, medical room, office, store room, galley, ruang navigasi, radio room, dll. 6. Perencanaan tangga, pintu dan jendela berdasarkan standar J.I.S ( japan internasional standard) 7. Perhitungan Consumable (berat bahan bakar mesin induk, mesin bantu, minyak pelumas, berat air tawar, berat ABK dan barang bawaanya serta berat cadangan. 8.

Pemilihan dan penentuan peralatan perlengkapan (peralatan bongkar muat, peralatan tambat, peralatan tangga, dll. 3. Perhitungan perlengkapan kapal.

1. Perhitungan perlengkapan kapal berdasarkan aturan-aturan dan teori tentang perlengkapan kapal. 2. Penentuan jangkar, rantai jangkar, tali tambat. 3. Penentuan tenaga Windlass, Capstan dan Stering Gear. 4. Perhitungan Volume ruang muat dan tangki. Berdasarkan gambar Lines Plan dan rumusan Teori Bangunan Kapal.

PENENTUAN TENAGA MESIN INDUK

Berdasarkan Metode Guldhammer-Harvald Nama Kapal : KT. LADINDA 02 Type kapal

: Oil Tanker

Ukuran kapal : 

Lpp

: 95.18m.



B

: 16.2 m.



H

: 8.2 m.



T

: 6.58 m.



Vs

: 12.7 Knot

Radius pelayaran

: 925 mill

Jumlah crew

: 15 orang

Daerah pelayaran

: Dumai – Surabaya

Penentuan tahanan kapal

:

1. Perhitungan Volume Displacement (▼) Volume displacement adalah volume air yang dipindahkan dan merupakan salah satu variabel penting dalam perhitungan tahanan kapal . Volume ini meliputi volume dari badan kapal yang ada di bawah permukaan air namun tidak termasuk tebal kulit, tebal lunas, tebal daun kemudi, propeller, dan segala perlengkapan kapal yang terendam dibawah air. ▼

= Lwl x B x T x Cbwl = 98.0354 x 16.2 x 6.58 x 0,746 = 7568.7722 m3

2. Perhitungan Displacement ( ∆ ) Lwl x B x T x Cbwl x ρ air laut ∆ = Lwl x B x T x Cbwl x ρ air laut Dimana, ρ air laut = 1.0232 ton/m3 = 95.18 x 16.2 x 6.58 x 0,746 x 1,0232 = 7744.3677 ton 3. Luas Permukaan Basah (S)

Luas permukaan basah adalah luas permukaan dari lambung kapal yang tercelup air. Permukaan basah untuk kapal niaga yag normal dapat dihitung dengan memakai rumus berikut ini (versi rumus Mumford Harvald 5.5.31, Tahanan Dan Propulsi Kapal, Hal 133) : S

= 1.03 x Lpp (CbxB) + (1.7 T) = 1.03 x 95.18 (0.746x16.2) + (1.7 x 6.58) = 2270.3266 m2

4. Menentukan Harga Bilangan Froude Dan Angka Reynould a.

=Vs/(gxLwl)0.5

Fn Dimana, Vs

=12.7

1 knot =0.5144 m/s

= 6.532 g

= 9.8

shg, Fn

= 6,2242/(9.8x98.0354)0.5

= 0.2107 b. Rn

= (VsxLwl)/v

Dimana, v adalah viskositas shg, Rn

= 0.00000094252 ( t = 250ºC )

= (6.22424x98.0354)/0.00000094252

= 679511844.79 5. Mencari Koefesien Tekanan Gesek ( Cf ) Dari Diagram koefisien tahanan gesek didapat dari rumusan : = 0.075/(logRn-2)2 (Harvald 5.5.14, Tahanan Dan Propulsi Kapal,Hal 118)

Cf Dimana:

Rn

= 790782756.02 = (0.075/(log(679511844.79)-2)2) = 0.0016

6. Menentukan Harga Koefesien Tahanan Sisa ( Cr ) Dari Diagram tahanan sisa kapal dapat ditentukan melalui diagram Guldhammer-Harvald dengan hasil sebagai berikut : Lwl/▼1/3

= 98.0354/(4709,145)1/3 = 4.993

koefisien presmatik (φ) = Cb/β Β

=(0,08*Cb)+0,93 = 0.9896

Cb/β sehingga (φ) = 0.7537 untuk mencari Cr pada diagram koef tahanan sisa Fn

= 0.2107 untuk mencari Cr pada diagram koef tahanan sisa

dari interpolasi diagram pada diagram Guldhammer-harvald diperoleh :

No 1 2 3 Interpolasi

a Lwl/▼1/3 5 4.993 5.5

b Cr 0.00140 0.00141 0.00098

=1b + ((2a-1a)x(3b-1b))/(3a-1a)

= 0.00141 Jadi Cr

= 0.00141

Koreksi Koeffisien Tahanan Sisa Kapal (Cr) a. Bentuk Badan Kapal Karena bentuk badan kapal yang ada standart, maka tidak ada koreksi. b. Rasio B/T Karena diagram tersebut dibuat berdasarkan rasio lebar-sarat B/T = 2.5 maka harga Cr untuk kapal yang mempunyai rasio lebar-sarat lebih besar atau lebih kecil daripada harga tersebut harus dikoreksi, sesuai pada buku TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL SV. AA HARVALD hal. 119.

B/T

= 16.58/6.58 = 2.462

Rumus Koreksi : 103Cr

=103Cr(B/T=2.5) + 0.16 ( B/T - 2.5 ) = 0,00077+0,16(2,02-2,5)

Cr

= 0.001400

c. Adanya penyimpangan LCB Semua diagram "GULDHAMER - HARVALD" dimaksudkan untuk kapal yang letak LCBnya dekat dengan letak optimum. Dimana letak optimum merupakan letak yang memberikan tahanan yang paling kecil ( maka letak yang lain pada prinsipnya akan memberikan tahanan yang besar ).LCB disini dalam %. LCB dari Tugas Rencana Garis adalah = 1.95% Penentuan LCB standart dengan acuan grafik LCB Standart, buku Tahanan Dan Propulsi Kapal hal. 130, gambar 5.5.15 ,maka diperoleh : LCB Standart = 0.76%. karena letak LCB di belakang LCB standart maka tidak perlu dikoreksi. sehingga Cr

=

0.001399677 d. Anggota badan Kapal dalam hal ini yang perlu dikoreksi adalah : Bos Baling-baling untuk kapal penuh Cr dinaikkan sebesar 3-5%, diambil 5%, sehingga : Cr

= (1+5%) x Cr = 0.00146966

7. Menghitung Koefesien Tahanan Tambahan ( Ca ) koefisien penambahan tahanan untuk korelasi model-kapal umumnya sebesar Ca=0.0004 namun pengalaman lebih lanjut menunjukkan bahwa cara demikian itu tidak selalu benar, maka diusulkan koreksi untuk pengaruh kekasaran dan pengaruh sebagai berikut untuk kondisi pelayaran percobaan. dari perhitungan awal diperoleh displacement kapal sebesar = 7744.368 Displacement pada buku Tahanan Dan Propulsi Kapal hal. 132 yaitu :

No 1 2 3

a b displacement Ca 10000 0.0004 7744.367747 0.000410025 100000 0

untuk dapat menentukan besarnya Ca, maka perlu adanya interpolasi sabagai berikut : Ca

= 1b +((2a-1a)x(3b-1b))/(3a-1a) = 0.000410025

Jadi Ca

= 0.000410025

8. Menentukan Koefesien Tahanan Udara ( Caa ) Karena data mengenai angin dalam perancangan kapal tidak diketahui maka disarankan untuk mengoreksi koefisien tahanan udara (HARVALD 5.5.26 hal 132), dimana nilainya adalah: Caa = 0.00007 9. Menentukan Koefesien Tahanan Kemudi ( Cas ) berdasarkan HARVALD 5.5.27 hal. 132 koreksi untuk tahanan kemudi mungkin sekitar : Cas = 0.00004 10. Menghitung Tahanan Total Kapal Tahanan Total untuk Badan Kapal yang Tercelup ke Air RT1

= CT×½×ρair laut×S×V2 = (Cr+Cf+Ca+Cas)×½×ρ air laut×S×V2

dimana, Cr = 0.00146 Cf

= 0.00160

Ca

= 0.00041

Cas

= 0.00004

ρ air laut = 1023.2 kg/m3 S

= 2270.327 m2

V

= 6.53288 m/s

= (0.001448102+0.001576187 + 0.00040059 + 0.00004) x ½ x 1023.2 x 2744.58x6.63576 = 174807.7252 N = 174.8077 KN b. Tahanan Total untuk Badan Kapal yang Tidak Tercelup ke Air RT2

= CT×½×ρ udara×A×V2 = Caa×½×ρ udara×A×V2

dimana, Caa

= 0.00007

ρ udara

= 1.165 kg/m3

A

= Luas bangunan diatas garis air = (Lwl x (H-T)) + Luas bangunan atas = (125,042 x (10,73-8,79 )) + 172 = 331.317348 m2

V

= 6.53288 m/s = 0,00007 x 0,5 x 1,165 x 415,08 x 6,17282 = 0.576563 N = 0.000576 KN

c. Sehingga Tahanan Total RT TOTAL = RT1 + RT2 = 184029,0478 + 0,6448 = 174808.3018 N = 174.8083 KN

PERHITUNGAN DAYA MOTOR PENGGERAK UTAMA

1. Menghitung Daya Efektif Kapal (EHP) Daya Efektif atau EHP adalah daya yang diperlukan untuk menggerakkan kapal di air atau untuk menarik kapal dengan kecepatan v. Perhitungan daya efektif kapal (EHP) menurut buku TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL hal. 135 sebagai berikut : EHP

= RTdinas x Vs = 1162.557688 KW = 1580.635878 HP

1 KW = 0,7335 Hp

2. Menghitung Daya Pada Tabung Poros Buritan Baling-Baling (Dhp) Adalah daya yang diserap oleh propeller dari sistem perporosan atau daya yang dihantarkan oleh sistem perporosan ke propeller untuk diubah menjadi daya dorong (thrust ).

DHP Dimana, Pc

= EHP/Pc

=

a. Effisiensi lambung ( ηH ) ηH

= (1-t)/(1-w)

1) Menghitung Wake Friction (W) Wake friction atau arus ikut merupakan perbandingan antara kecepatan kapal dengan kecepatan air yang menuju ke propeller. Dengan menggunakan rumus yang diberikan oleh Taylor ,maka didapat : = 0.5Cb-0.05 = (0,5x0,73)-0,05 = 0.323 ( Resistance,Propulsion and Steering of Ships, Van Lammeren, hal178 ).

) Menghitung Thrust Deduction Factor (t) nilai t dapat dicari dari nilai w yang telah diketahui yaitu : t

=kxw = 0,8 x 0,3275 = 0.2584

W nilai K antara 0.7-0.9 dan diambil nilai k= 0.8 (Principal of Naval Architecture hal 158 ). Maka, ηH = (1 - t)/(1 - w) = (1 - 0.262) / (1 - 0.3275) = 1.095 b. Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr) harga ηrr untuk kapal dengan propeller tipe single screw berkisar 1.0-1.1. (Principal of Naval Architecture hal 152 ) pada perencanaan propeller dan tabung poros propeller ini diambil harga . ηrr

= 1.05

c. Efisiensi Propulsi (ηo), adalah open water efficiency yaitu efficiency dari propeller pada saat dilakukan open water test. nilainya antara 40-70%, dan diambil 60%.

d. Coeffisien Propulsif (Pc) Pc = = 1,092 x 1,05 x 0,6 = 0.690 Maka,daya pada tabung poros baling-baling dihitung dari perbandingan antara daya efektif dengan koefisien propulsif, yaitu : DHP

= EHP/Pc = 1567,67/0,688 = 2290.394 HP

3. Menghitung Daya Pada Poros Baling-Baling (SHP) Untuk kapal yang kamar mesinnya terletak di bagian belakang akan mengalami losses sebesar 2%,sedangkan pada kapal yang kamar mesinnya pada daerah midship kapal mengalami losses sebesar 3%.(“Principal of Naval Architecture hal 131”). Pada perencanaan ini kamar mesin di rencanakan di bagian belakang sehingga mengalami losses atau efisiensi transmisi porosnya (ηsηb) sebesar 0,98. Diket : ηsηb = 0.98 SHP

= DHP/ηsηb = 2845,854/0,98 = 2385.827 HP

4. Menghitung Daya Penggerak Utama Yang Diperlukan a. BHPscr Adanya pengaruh effisiensi roda sistem gigi transmisi (ηG), pada tugas ini memakai sistem roda gigi. Diket : ηG = 0.98 BHPscr

= SHP/ηG

1HP = 0.7355kW

= 2325,28/0,98 = 2434.517 HP b. BHPmcr Daya keluaran pada kondisi maksimum dari motor induk, dimana besarnya 80% - 85% daya BHPscr, diambil 85%. BHPmcr

= BHPscr/0.85 = 3024.929/0,85 = 2864.138 HP = 2106.573 KW

Setelah mendapatkan jumlah tenaga mesin yang dibutuhkan, langkah selanjutnya adalah dengan melihat daya mesin yang ada pada Catalog dan kita ambil daya mesin yang mendekati dengan tenaga mesin yang didapat dari hasil perhitungan dengan catatan kita ambil jumlah tenaga mesin yang lebih besar dari hasil perhitungan. Dengan melihat Catalog, maka kita akan mendapatkan spesifikasi tenaga mesin yang ada.

Spesifikasi tenaga mesin induk yang diperlukan : Jenis Catalog

: Wartsila

Type

: 6r32D

Daya maksimal

: 3020 Hp / 2220 Kw

Sfoc

: 186

Rpm

: 720

Machine Dimention D (tinggi)

: 2550 mm

A (panjang)

: 9915

C (lebar)

: 1993 mm

Engine Weight (Net Dry)

: 29.2 Weigh (ton)