Proposal Skripsi [PDF]

Zitiervorschau

PROPOSAL SKRIPSI

ANALISA DAYA DORONG KAPAL TUNDA DPS IX DENGAN PENAMBAHAN PROPELER BEBAS PUTAR MENGGUNAKAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

NURSALIM NIM. 2014.02.2.0041

PROGRAM STUDI TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KELAUTAN UNIVERSITAS HANG TUAH SURABAYA 2018

ii

PROPOSAL SKRIPSI

Judul

: Analisa Daya Dorong Kapal Tunda DPS IX dengan Penambahan Propeler Bebas Putar Menggunakan Metode Computed Fluid Dynamic (CFD)

Oleh

: Nursalim

NIM

: 2014.02.2.0041

Jurusan/Prodi

: Teknik Sistem Perkapalan

Telah diseminarkan pada : Hari

: Senin

Tanggal

: 12 Februari 2018

Tempat

: Ruang 4201, Gedung IV, Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan, Universitas Hang Tuah Surabaya

Mengetahui / menyetujui :

Tanda Tangan

Dosen Pembimbing

1. Arif Winarno, S.T., M.T.

1. ………………..

Dosen Penguji

Tanda Tangan

1. Dwisetiono, S.T., M.MT.

2. ………………..

2. Erik Sugianto, S.T., M.T.

3. ………………..

3. Muhammad Riyadi, S.T., M.T.

4. ………………..

Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sistem Perkapalan

Urip Prayogi, S.T., M.T. NIP. 01206

iii

ANALISA DAYA DORONG KAPAL TUNDA DPS IX DENGAN PENAMBAHAN PROPELER BEBAS PUTAR MENGGUNAKAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

NURSALIM NIM 2014.02.2.0041

DOSSEN PEMBIMBING: Arif Winarno, S.T., M.T.

ABSTRAK

Propeler bebas putar adalah propeler yang bekerja dengan cara berputar secara bebas pada poros propeler utama dengan memanfaatkan aliran bebas dari propeler utama. Tujuan dari propeler bebas putar adalah memanfaatkan energi yang terbuang dari propeler utama sehingga dapat meningkatkan daya dorong, torsi dan efisiensi propeler. Kelebihan dari propeler bebas putar yaitu bisa sebagai turbin dan juga propeler biasa. Sebagai turbin propeler bebas putar memanfaatkan energi putaran aliran bebas (slip stream) dari propeler utama, sedangkan sebagai propeler biasa propeler ini dapat mengubah energi dari aliran bebas kedalam energi dorong (trusht). Kelemahan dari propeler bebas putar adalah sering ditemui masalah yang timbul pada bantalan propeler bebas putar ini. Tujuan dari penelitian ini adalah menambahkan propeler bebas putar yang diharapkan dapat meningkatkan daya dorong, torsi dan efisiensi propeler pada Kapal Tunda DPS IX Kata kunci : Propeler bebas putar, CFD, thrust, kapal tunda DPS.

iv

DAFTAR ISI

Halaman Judul ......................................................................................................... i Lembar Pengesahan ................................................................................................ ii Abstrak .................................................................................................................. iii Daftar Isi ................................................................................................................ iv Daftar Gambar........................................................................................................ vi I.

PENDAHULUAN ............................................................................................1

II. PERUMUSAN MASALAH .............................................................................2 III. TUJUAN PENELITIAN ...................................................................................2 IV. BATASAN MASALAH ...................................................................................2 V. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................3 5.1. Propeler .....................................................................................................3 5.2. Prinsip Kerja Propeler Bebas Putar ...........................................................3 5.3. Aplikasi Pada Kapal ..................................................................................4 5.4. Pengujian Yang Telah Dilakukan .............................................................5 5.4.1. Pengujian oleh GL (Germanischer Lloyd) .....................................5 5.4.2. Pengukuran oleh Nippon Kaiji Kjokai (NKK) ...............................7 5.5. Prinsip Hokum Bernoulli ..........................................................................9 5.5.1. Aliran Tak-termampatkan .............................................................9 5.5.2. Aliran Termampatkan...................................................................10 5.6. Perhitungan Tahanan Kapal ....................................................................10 5.7. Perhitungan Va dan Tprop ......................................................................11 VI. METODE PENELITIAN ................................................................................12 6.1. Diagram Alur ( Flow Chart ) ..................................................................12 6.2. Studi Literatur .........................................................................................13 6.3. Pengumpulan Data ..................................................................................13 6.4. Penentuan Tipe Propeler Bebas Putar.....................................................14 6.5. Menghitung Tahanan Total Kapal ..........................................................14 6.6. Perancangan Model Propeler Bebas Putar ..............................................14 6.7. Convert ANSYS......................................................................................14

v

6.8. Pengambilan Data dan Hasil Simulasi ....................................................14 6.9. Analisa dan Pembahasan .........................................................................15 6.10. Kesimpulan dan Saran ..........................................................................15 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................16

vi

DAFTAR GAMBAR Gambar 5.1.

Velocity distribution at each cross sectional section principle …. 4

Gambar 5.2.

Pemasangan Propeler ……………………………………………. 5

Gambar 6.1.

Diagram Alir Proses Penelitian …………………………………. 12

Gambar 6.2.

Desain pemasangan propeler bebas putar ………………………. 14

1

I. PENDAHULUAN Sejalan dengan berkembangnya teknologi dibidang kelautan dan semakin meningkatnya kebutuhan akan manfaat pada sumber daya kelautan, maka dibutuhkan armada kapal yang cukup besar untuk mengolah potensi tersebut. Kapal merupakan alat transportasi di laut Pada umumnya kapal menggunakan

alat

penggerak yaitu propeler. Propeler merupakan alat gerak mekanik pada kapal. Gaya dorong dari kapal diperoleh dari gaya angkat yang dialami oleh daun propeler pada waktu propeler tersebut berputar dalam air yang menyebabkan terjadinya aliran dibelakang propeler, dimana distribusi aliran tersebut sangat besar (Rejeki, 2012). Berdasarkan dari sistem penggeraknya propeler dibagi menjadi 2 jenis yaitu propeler yang digerakkan dengan engine dan propeler yang tidak digerakkan dengan engine atau disebut juga dengan propeler bebas putar. Propeler bebas putar memiliki prinsip kerja dengan cara berputar secara bebas pada poros propeler utama dengan memanfaatkan aliran bebas dari propeler utama dengan demikian akan dapat meningkatkan efisiensi energi. Untuk itulah maka diameter propeler bebas putar ini harus dibuat lebih besar dari propeler utama (Sasono, 2009). Pada penelitian sebelumnya propeler bebas putar dipasang pada kapal tanker 236.604 DWT T.Y. DRACO mempergunakan propeler bebas putar dengan 9 daun propeler dengan diameter 11,64 M, sedangkan diameter propeler utama 9,5 M. Kapal ini mempergunakan mesin induk INI-Sulzer 7RTA84M dengan tenaga 27.240 BHP dan putaran 66 RPM. Seperti yang dijelaskan diatas propeler bebas putar ini dipasang pada poros utama dibelakang propeler utama dengan menggunakan Roller Bearing. Pada pengujian yang telah dilakukan dikatakan dapat menghemat pemakaian bahan bakar sekitar 20% lebih hemat dan dapat meningkatkan kecepatan kapal 2 knot (Sasono, 2009). Kapal Tunda DPS IX adalah salah satu armada dari galangan PT. DOK dan Perkapalan Surabaya. Repowering dilakukan pada kapal tunda DPS IX karena kinerja dari main engine yang sekarang sudah menurun disebabkan faktor usia engine, dan pergantian spare part di anggap tidak bisa merubah kinerja dari engine, hal tersebut menjadi alasan dilakukan penggantian main engine.

2

Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan repowering pada kapal Tunda DPS IX menggunakan mesin induk CUMMINS NTA 855 M, dengan propeler tipe B 440, diperoleh pada kondisi putaran mesin induk 1724 rpm, putaran propeler mencapai 383.1111 rpm, atau putaran propeler mencapai 92 % dan dengan pembebanan 317.957 Kw atau 85%, kecepatan kapal mencapai 8.7 knot, maka kondisi ini di anggap aman dan sesuai dengan pengoprasian sebagai Service Continous Rating (SCR). Namun dari hasil penelitian sebelumnya perlu dilakukan studi lebih lanjut mengenai modifikasi sistem propulsinya guna meningkatkan daya dorong, torsi dan efisiensi propeler (Febrianto, 2017). Dari latar belakang diatas dapat dilakukan inovasi menambahkan propeler bebas putar yang diharapkan dapat meningkatkan daya dorong, torsi dan efisiensi propeler pada Kapal Tunda DPS IX.

II. PERUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang diatas, maka didapat kan perumusan masalah yaitu berapa besar daya dorong (thrust) yang dihasilkan akibat penambahan propeler bebas putar?

III. TUJUAN PENELITIAN Dalam penyusunan penelitian ini, tujuan yang akan dicapai adalah untuk mengetahui besar gaya dorong (thrust) pada kapal.

IV. BATASAN MASALAH Adapun batasan masalah dalam penyusunan ini adalah sebagai berikut: 1. Penelitian ini hanya dilakukan pada kapal Tunda DPS IX. 2. Tidak menghitung olah gerak setelah penambahan propeler bebas putar 3. Tidak membahas kavitasi dan bahan propeler. 4. Tidak menghitung Roller Bearing 5. Analisa dilakukan dengan mengunakan bantuan software CFD

3

V. TINJAUAN PUSTAKA 5.1. Propeler Menurut Wilson (1999), Propeler adalah jenis propeler yang memberikan kekuatan mengubah rotasi gerak ke gaya dorong. Propeler terdiri dari satu atau lebih blade dan beroprasi seperti perputaran sekrup. Perbedaan tekanan antara depan dan belakang permukaan air, foil berbentuk blade menghasilkan akselerasi udara atau air dibelakang blade. Propeler pada umumnya diletakkan pada kedudukan serendah mungkin dibagian belakang kapal. Propeler harus mempunyai diameter sedemikian rupa sehingga bila kapal dalam keadaan bermuatan penuh propeler dapat terbenam secara memadai sehingga dapat menghindari terjadinya fenomena terikutnya udara (air drawing) dan pemacuan propeler (racing) ketika kapal mengalami gerakan angguk. Ditafsirkan diameter propeler kapal harus lebih kecil dari dua per tiga sarat buritan (Febrianto, 2017). 5.2. Prinsip Kerja Propeler Bebas Putar Propeler bebas putar atau Free Rotating Propeler pertama kali diperkenalkan oleh Professor Grim dari Federal Minister of Research and Technology Jerman, oleh karena itulah propeler ini dikenal pula dengan nama Grim’s Vane Wheel. Propeler bebas putar ini diperkenalkan pada tahun 1967 dan mulai dipasang pada kapal-kapal komersial pada tahun 1980. Prinsip kerja dari propeler ini adalah berputar secara bebas pada poros propeler utama dengan memanfaatkan aliran bebas dari propeler utama dengan demikian akan dapat meningkatkan efisiensi energi. Untuk itulah maka diameter propeler bebas putar ini harus dibuat lebih besar dari propeler utama, dari hasil penelitian dan pengujian pada tangki percobaan umumnya diameter propeler bebas putar 20% lebih besar dari propeler utama (Sasono, 2009).

4

Gambar 5.1. Velocity distribution at each cross sectional section principle of GVW (Sasono, 2009).

Fungsi propeler bebas putar ini adalah bisa sebagai turbin dan juga propeler biasa. Sebagai turbin propeler bebas putar memanfaatkan energi putaran aliran bebas (Slip Stream) dari propeler utama, sedangkan sebagai propeler biasa propeler ini dapat mengubah energi dari aliran bebas kedalam energi dorong (trusht) (Sasono, 2009). 5.3. Aplikasi Pada Kapal Sampai saat ini sudah 50 kapal kelas Germanischer Lloyd (GL) yang mempergunakan propeler jenis ini dan beberapa kapal kelas Nippon Kaiji Kjokai (NKK) juga memasangnya. Salah satu kapal yang dibangun ISHIKAWAJIMA HAIMA HEAVY INDUSTRIES (IHI) Ltd yakni kapal tanker 236.604 DWT T.Y. DRACO mempergunakan propeler bebas putar dengan 9 daun propeler dengan diameter 11,64 M, sedangkan diameter propeler utama 9,5 M (Sasono, 2009).

5

Gambar 5.2. Pemasangan Propeler (Sasono, 2009).

Kapal ini mempergunakan mesin induk INI-Sulzer 7RTA84M dengan tenaga 27.240 BHP dan putaran 66 RPM. Seperti yang dijelaskan diatas propeler bebas putar ini dipasang pada poros utama dibelakang propeler utama dengan menggunakan Roller Bearing, sedangkan pada kapal T.Y. DRACO di atas, propeler bebas putar dipasang pada bagian Rudder Post sehingga propeler bebas putar dapat bergerak bebas diantara ruangan propeler utama dan kemudi, seperti terlihat pada gambar 5.2 (Sasono, 2009). 5.4. Pengujian Yang Telah Dilakukan Untuk mengetahui pengaruh propeler ini terhadap poros propeler dan bantalannya dan aspek lain-lain yang timbul, dilakukan beberapa percobaan dan pengujian yang dilakukan oleh Germanischer Lloyd (LR) dan Nippon Kaiji Kjokai (NKK). Pengujian ini dilakukan pada kapal-kapal selama beroperasi (Sasono, 2009). 5.4.1. Pengujian oleh GL (Germanischer Lloyd) Germanischer Lloyd (GL) lebih menekankan pengujian pada bantalan propeler bebas putar, karena sering ditemui masalah yang timbul pada bantalan propeler bebas putar ini, Sehingga menimbulkan beberapa pertanyaan, apakah

6

disebabkan

oleh

gaya

yang diterima,

apakah

karena

perencanaan

bantalan/bearing dan pinnya atau karena tegangan berlebihan yang timbul selama beroperas (Sasono, 2009). Di dalam hal ini Germanischer Lloyd berkesempatan menggandakan penelitian pada propeler bebas putar ini, khususnya pada bantalan dan pinnya. Untuk itu dilakukan penelitian pada sebuah kapal yang dibangun pada awal tahun 1987 dengan data-data sistem penggerak sebagai berikut (Sasono, 2009): BHP mesin induk

6.390 KW

Putaran

133 RPM

Diameter propeler

5.000 mm

Pich

4.235 mm

Jumlah daun

4 Daun

Ecpanded area ratio

0.59

Diameter propeler bebas putar

5.700 mm

Jumlah daun propeler bebas putar

9 daun

Pemilihan titik-titik pengujian dibuat sedemikian rupa agar dapat diperoleh sebanyak mungkin gambar dari beban kerja yang terdapat pada propeler bebas putar selama beroperasi. Pengukuran dilakukan pada saat beroperasi untuk jangka waktu yang pendek dengan melakukan perubahan kecepatan dan olah gerak kapal. Sedangkan dalam jangka waktu yang panjang dengan mem-perhatikan cuaca dan pengaruh keadaan laut, beban kapal dan lain-lain (Sasono, 2009). Pada pengukuran ini hasilnya dicatat dan dimasukan ke komputer untuk diolah dan dibuat analisanya. Dari hasil pengujian yang didapat tersebut dengan ditarik kesimpulan sebagai berikut (Sasono, 2009): -

Daya dorong yang dihasilkan dari propeler bebas putar adalah bersifat eksentrik.

-

Ketika melewati posisi 0, daun propeler akan bergetar. Dari hasil analisa frekwensi didapat bahwa daun propeler bergetar pada frekwensi pribadi pertamanya.

-

Selama pada kecepatan operasi (133 rpm) tegangan puntir yang terjadi sebesar 80 N/mm2.

7

Karena posisi eksentrik dari pusat daya dorong maka daya dorong propeler menimbulkan momen puntir pada pinnya. Momen puntir ini adalah pengaruh dari berat propeler sendiri. Gabungan dari tegangan puntir dapat dihitung dari hasil pengukuran diatas. Dari hasil anailsa dapat diamati bahwa selama operasi pada kecepatan konstan, tegangan puntir selalu pada posisi yang tetap, pada saat putaran lokal, pengukuran yang dilakukan pada pinnya akan memperlihatkan bentuk fungsi sinus. Analisa frekwensi dan perhitungan sudut phasa, besarnya dan arahnya dari tegangan puntir akan dapat ditemukan. Dari hasil perhitungan tersebut dimana tegangan puntir dari pin propeler diplotkan pada sistem koordinat silinder. Pada saat propeler diam berat dari propeler akan menyebabkan tegangan puntir pada pinnya. Dengan menaiknya putaran, tegangan puntir akan naik pula sampai bisa mencapai 10 N/mm2, dengan arah berlawanan jarum jam. Tegangan yang terjadi pada pin ini akan dapat menyebabkan kelelahan (fatique) pada material pinnya. Dari hasil pengujian diatas pihak GL terus mengadakan beberapa penelitian yang dengan sebuah proyek penelitian yang diberi nama “Experimental Investigation at vane Wheel Bearing”. Penelitian ini dilakukan pada kapal-kapal yang telah beroperasi dengan menggunakan propeler bebas putar selama 6 tahun untuk pengembangan hub propeler bebas putar. Dengan demikian kemungkinan untuk mendapatkan bentuk dari bantalan propeler tersebut lebih baik lagi. Dari penelitian tersebut diperoleh beberapa data sebagai berikut (Sasono, 2009): -

Tegangan puntir pada daun propeler.

-

Tegangan puntir pada pins propeler.

-

Temperatur bantalan.

-

Getaran pada hub poros.

-

Kurva kecepatan dari propeler utama dan bebas putar.

-

Torsi pada poros.

5.4.2. Pengukuran oleh Nippon Kaiji Kjokai (NKK) Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Nippon Kaiji Kjokai (NKK) untuk mengetahui aspek-aspek yang timbul akibat digunakannya propeler

8

bebas putar ini dan pengujian dilakukan pada beberapa kapal samudra. Pengujian yang dilakukan untuk mengetahui kekuatan daun propeler dari propeler bebas putar dan kekuatan poros propeler utama. Tegangan berulangulang pada bagian belakang kapal, torsi, gaya dorong dan getaran kapal juga diuji sebelum dan sesudah pemasangan propeler bebas putar (Sasono, 2009). Pengujian yang dilakukan menunjukan beberapa hal yang penting seperti tersebut di bawah ini (Sasono, 2009): 

Pemakaian Energi. Pengukuran torsi menujukan bahwa baling baling bebas putar dapat menghemat energi. Sebagai contoh, tenaga yang dibutuhkan untuk menggerakan poros pada kecepatan kapal yang diinginkan 12,1 knot lebih rendah 6 s/d 8,5% dengan dipasangnya propeler bebas putar.



Putaran Propeler Putaran dari propeler bebas putar yang bergerak dengan arah yang sama berputar 37,5% dari putaran propeler utama. Pengujian untuk gerakan mundur dengan propeler bebas putar berputar 12% dari putaran propeler utama.



Tegangan Pada Daun Propeler Pengukuran dan pengujian yang dilakukan memeperlihatkan bahwa tegangan daun propeler pada sisi depan lebih tinggi ketika posisi tepat pada bagian atas dan bawah, sejajar dengan propeler utama. Tegangan yang timbul pada propeler bebas putar bervariasi tergantung pada posisinya dengan propeler utama.



Tekanan Berulang Pada Aft Body dan Getaran Kapal Penelitian yang dilakukan untuk mengetahui pengaruh bagian belakang kapal akibat dipasangnya propeler jenis ini, dari hasil analisa getaran vertikal ditemukan bahwa didaerah Steering Gear Room getarannya dirasakan menurun dibandingkan sebelum dipasangnya propeler jenis ini. Hal ini disebabkan terjadinya perubahan sudut pukulan dari kecepatan air laut yang dekat dengan ujung propeler (Blade Tip) utama, karena kita ketahui bahwa bila terjadi kavitasi pada Blade Tip, maka akan dapat

9

menimbulkan tekanan pada bagian belakang kapal yang selanjutnya akan timbul getaran pada lambung kapalnya. 

Tegangan Puntir Pada Poros propeler Tegangan puntir yang terdapat pada poros propeler adalah sama dengan penjumlahan tegangan yang ditimbulkan dari berat poros dan propeler dan tegangan yang disebabkan oleh gaya poros propeler, tegangan ini meningkat sesuai dengan putaran poros propeler. Pada penelitian yang telah dilakukan ditemukan bahwa berat propeler bebas putar digabung dengan gaya poros propeler akan mempengaruhi kenaikan moment puntir pada putaran propeler yang tinggi, tetapi amplitudo yang berulang akan menurun pada putaran propeler yang tinggi. Pengaruh ini disebabkan oleh gaya fluida yang saling mempengaruhi diantara propeler bebas putar.

5.5. Prinsip Hokum Bernoulli Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli. Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli: yang pertama berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan (compressible flow) (Febrinan, 2017). 5.5.1. Aliran Tak-termampatkan Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll.

10

Bentuk Persamaan Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai berikut: 1

P + ρgh + 2ρ𝑣 2 = Konstan

(Febrinan, 2017)

Persamaan (1)

𝑣 2 = kecepatan fluida (m/s), P = tekanan fluida (N/𝑚2 ), h

= ketingian relatif terhadap suatu referensi (m)

g

= percepatan grafitasi bumi (m/𝑠 2 )

ρ

= massa jenis fluida (kg/m3 )

Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut: 1

1

𝑃1 + 𝜌𝑔ℎ1 + 2 𝜌𝑣12 = 𝑃2 + 𝜌𝑔ℎ1 + 2 𝜌𝑣22 (Febrinan, 2017)

Persamaan (2)

5.5.2. Aliran Termampatkan Aliran termampatkan adalah aliran

fluida yang dicirikan dengan

berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah udara, gas alam, dll. Bentuk Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut: 𝑣2 2

+ Ø + 𝜔 = konstan

(Febrinan, 2017).

Ø = energi potensial grafitasi per satuan massa , jika grafitasi konstan maka Ø = gh 𝜔 = entalpi fluida per satuan massa. 𝑃

𝜔=ε+𝜌

ε = energi termodinamika per satuan massa, juga disebut sebagai energi internal spesifik 5.6. Perhitungan Tahanan Kapal Untuk perhitungan tahanan kapal mengunakan metode harvald (1989) a. Perhitungan Froude Number (fn) Fn = Vs / √(𝑔 𝑥 𝐿𝑤𝑙)

(Febrianto, 2017).

b. Perhitungan Reynold Number (Rn) Viskositas kinematik pada suhu 150 C = 1,8831 x 106 Rn = (Vs x Lwl) / v

(Febrianto, 2017).

11

c. Perhitungan Luasan Kapal Yang Tercelup Air (𝑚2 ) S = 0,995 x (𝛻∕T + 1,9 x Lwl x T)

(Febrianto, 2017).

d. Perhitungan Koefisien Gesek (N) Berdasarkan ITTC ( International Towing Tank Conference ) didefenisikan Cf = 0,075/(log Rn - 22 )

(Febrianto, 2017).

e. Perhitungan Koefisien Tahanan Sisa (Cr) Cr = 103 + (∂103 Cr)/∂Lcb

(Febrianto, 2017).

f. Perhitungan Koefisien Tahanan Udara (Caa) 103 CAA = 0,07

(Febrianto, 2017).

g. Perhitungan Koefisien Tahanan Kemudi (Cas) 103 CAS = 0,4

(Febrianto, 2017).

h. Perhitungan Koefisien Tambahan (N) CA = 0,4 x 10−3 + ((181,044-1000))/((100000-181,044)x(0-0,0004) x 10−3 )

(Febrianto, 2017).

i. Perhitungan Koefisien Tahanan Total (N) 𝐶𝑇 = CF+CR+CAA+CAS+CA

(Febrianto, 2017).

j. Perhitungan Tahanan Total (kN) RT = 𝐶𝑇 𝑥 0.5 𝑥 𝜌 𝑥 𝑉𝑆2 𝑥 𝑆

(Febrianto, 2017).

5.7. Perhitungan Va dan Tprop a. Va adalah kecepatan advanced aliran fluida dibagian buritan kapal (m/s) Va = Vs x (1 – w)

(Febrianto, 2017).

Dimana: Vs = kecepatan dinas (m/s) w = wake fraction ( fraksi arus ikut) = 0,5 x Cb-0,05 b. Tprop adalah gaya dorong dari propeler (kN) Tprop = 𝑅𝑇 / (1 - t) Dimana; 𝑅𝑇 = Tahanan total kapal (kN) t

= thrust deduction = k.w ( nilai k antara 0,7-0,9 )

(Febrianto, 2017).

12

VI. METODE PENELITIAN 6.1. Diagram Alur ( Flow Chart ) Alur penelitian yang di lakukan adalah sebagai berikut : Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data Penentuan Tipe Propeller

Menghitung Tahanan Total Kapal Perancangan Model Propeller Bebas Putar

Convert Ansys Simulasi

Tidak Model Sesuai ?

Ya Pengambilan Data Hasil Simulasi Analisa Data dan Pembahasan

Kesimpulan

Selesai Gambar 6.1. Diagram Alir Proses Penelitian

13

6.2. Studi Literatur Studi literatur dalam sebuah penelitian untuk mendapatkan gambaran tentang propeler bebas putar, hal ini diperoleh dari berbagai media cetak maupun media elektronik, diantaranya adalah buku, internet, artikel-artikel dan jurnal yang berhubungan dengan propeler bebas putar. 6.3. Pengumpulan Data Pada langkah ini penulis melakukan beberapa tahap yang dapat menunjang penelitian yang penulis lakukan, yaitu teknik pengumpulan data ditempat obyek penelitian (PT. Dok dan Perkapalan Surabaya Pada Kapal Tunda DPS IX) 

Dimensi kapal adalah ukuran-ukuran yang ada dalam kapal tunda DPS IX terdiri dari a) Nama kapal = DPS IX



b) Tipe kapal

= Kapal Tunda

c) LPP

= 20

m

d) Lwl

= 21.281

m

e) Bmld

=4

m

f) T

=2

m

g) Dmld

=3

m

h) VS

=9

knot

Data dimensi propeler a) Tipe

= B4-40

b) Blade

=4

c) N

= 412 rpm

d) P/D

= 0.82

e) ɳb

= 0.62

f) 1/Jo

= 1.9

g) D

= 1.54 m

14

6.4. Penentuan Tipe Propeler Bebas Putar Pada tahap ini akan dilakukan penentuan tipe propeler yang akan digunakan sebagai propeler bebas putar. 6.5. Menghitung Tahanan Total Kapal Setelah penentuan tipe propeler bebas putar maka akan dihitung tahanan total kapal. 6.6. Perancangan Model Propeler Bebas Putar Setelah semua data terkumpul, tahap selanjutnya adalah pembuatan model sistem propeler bebas putar dalam bentuk 2 dimensi dan 3 dimensi yang di rancang dengan menggunakan software autoCAD. Berikut ini adalah desain pemasangan propeler bebas putar pada kapal Tunda DPS IX

Gambar 6.1. Desain pemasangan propeler bebas putar

6.7. Convert ANSYS Setelah dilakukan perancangan model 2 dimensi dan 3 dimensi, maka akan dilakukan tahap selanjutnya yaitu convert di software ANSYS. Pada proses ini akan menghasilkan data-data yang akan di analisa. 6.8. Pengambilan Data dan Hasil Simulasi Setelah dilakukan proses simulasi berbasis software ANSYS, didapatkan data dari hasil simulasi yang akan analisa.

15

6.9. Analisa dan Pembahasan Pada tahap ini akan dilakukan analisa berupa perhitungan yang didapatkan dari data hasil simulasi dan akan dilakukan pembahasan lebih lanjut. Dari analisa dan pembahasan diharapkan inovasi penambahan propeler bebas putar dapat menambah daya dorong yang sesuai untuk kapal Tunda DPS IX. 6.10. Kesimpulan dan Saran Pada tahap ini akan diambil kesimpulan dari perhitungan dan hasil simulasi mengunakan software ansys yang diharapkan dengan menambahkan propeler bebas putar dapat menambah daya dorong yang sesuai pada kapal Tunda DPS IX. Dan untuk pemberian saran dapat diperoleh dari hasil akhir penelitian ini untuk memberikan masukan pada penulis agar dapat menyempurnakan hasil penelitian ini.

16

DAFTAR PUSTAKA

Febrianto, Yoga. 2017. Engine Propeler Matching Pada Kapal Tunda DPS IX Dengan Mesin Induk CUMMINS NTA855-M. [Skripsi]. Surabaya: Universitas Hang-Tuah Febrinan, Vallentinus. 2017. Penerapan Dari Hokum Bernaulli WWW.scribd.com. [Terhubung

Berkala].

https://www.scribd.com/doc/63557553/BAB-II-

Penerapan-Hukum-Bernoulli#. html [20 februari 2018] Harlvald, Sv. Aa. 1983. Resistance and propulsion of ships . Surabaya : Airlangga University Press. Rejeki, Tri. 2012. Analisa Aliran Dibelakang Propeler Dengan Pendekatan CFD. [Skripsi]. Surabaya: Institut Teknologi 10 November. Sasono, Eko Julianto. 2009. Pemakaian Propeler Bebas Putar (Free Rotating Popeller) Pada Kapal. Vol. 30, no. 2, pp. 142-145