201
PERANCANGAN KAPAL MENGGUNAKAN METODE VARIASI PERMESINAN KAPAL 1 KELOMPOK 2 LINA SYARAVINA KHAERUNISA SABITHA ANDREAS ENRICO DEKRINO SITUMORANG CHOIRUN CAHYOABDI FAKHRI AKBAR LATHIF PRASETYO W MUHAMMAD IMAAD AL HAMAS MUHAMMAD RUSDI ZULKAIDI RIZKY HIDAYAT PUTRA USMAN MUNANDAR FADLIKA MUHAMMAD
PROGRAM STUDI TEKNIK PERKAPALANPROGRAM STUDI TEKNIK PERKAPALAN 10/29/2012
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
2 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI
Perancangan kapal metode variasi adalah salah satucara dalam merancang kapal yaitu dengan menitikberatkan pade perhitungan displacement kapal, pada perancangan metode ini, terdapat 4 cara atau pendekatan untuk mendapatkan displacement ya ada. Dalam perancangan ini sangat diperlukan adanya data kapal pembanding yang hamper sesuai dengan data kapal yang akan kita buat sesuai dengan owner requirement. Apabila kita sudah mendapatkan displacement pasa tiap cara pendekatan, maka dari variasi displacement yang ada kita menentukan yang mana yang akan menjadi displacement kapal rancangan kita, tapi dengan syarat syarat pemilihan tertentu
CRUDE OIL TANKER Requirement Deadweight 30.000 tones Service speed
16.5 knots
Service radius
Jakarta – Surabaya
–
Singapore PP (± 2000
sea miles) OWNER
Ir. Ronny Dolfinus Tulak M.M.
DATA KAPAL PEMBANDING MT FASTRON ( oil tanker 30.000 LTDW)
UKURAN UTAMA DISPLACEMENT
40.000 Ton
OWNER
PT. PERTAMINA SHIPPING
LOA
180 m
2
3 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI LBP
173 m
BREADTH
30,5 m
DEPTH
15,6 m
TOTAL CREW
37 person
CLASSIFICATION
Dual class : Nippon Kaiji Kyokai (japan), biro klasifikasi Indonesia (BKI)
RANGE
12.000 seamiles
SPEED
14 Knots
MAIN ENGINE
1 x 7938 BHP (brake horse power)
BUILDERS
PT PAL Indonesia
Pada metode variasi, untuk mencari nilai bobot mati (DWT) kapal apabila diketahui muatan bersih kapal atau Pb digunakan rumus
dimana:
s = fungsi dari jarak pelayaran ( R ), kecepatan percobaan (Vp), dan
muatan bersih
√
f = parameter / koefisien tertentu
Namun, karena nilai DWT sudah ditentukan pada requirement maka tidak perlu dicari didalam rumus
Dimana
Η
= koefisien DWT/
Pd
=bobot mati / Deadweight
D1
=displacement pendekatan 1
Dari kapal pembanding didapatkan
DWT/ kapal pembanding = 0.75
3
4 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI
DII = Pk + Pm + Pp + Pc + Ptb + Pb Pk
= berat badan kapal + perlengkapannya
Pm
= berat bahan bakar + pelumas + air pendingin mesin
Pp
= berat mesin utama
Pc
= berat awak kapal + perlengkapannya + air yang diperlukan
Ptb
= berat cadangan
Pb
= berat dari muatan bersih
= konstanta yang didapat dari kapal pembanding Diketahui
Wst/Δlwt for tankers (berat badan kapal/lwt)
= 78%
WEO/Δlwt for tankers (berat outfit kapal/lwt)
= 8.5%
a = Wst/Δlwt + WEO/Δlwt (%)
( ) Maka berat badan kapal peralatan dan outfitnya
Dimana
= perbandingan berat mesin terhadap kekuatan mesin = Nilai gm
slow-speed engines (110 –140 rpm)
0.016 –0.045
t/kW medium-speed engines in series (400 –500 rpm) 0.012–0.020 t/kW
4
5 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI medium-speed V-type engines (400 –500 rpm) 0.008–0.015 t/kW N
= kekuatan mesin utama (HP)
k
= konstanta pada mesin
1. mesin tanpa penghubung atau reduction gear - K = 1.01
untuk mesin dibelakang
- K = 1.01-1.03
untuk mesin ditengah
2. mesin yang menggunakan kopling listrik - K = 1.06-1.10 3. mesin dengan penghubung atau reduction gear 1 penghubung
K = 1.05-1.09
K = 1.03-1.04 2 penghubung
> 2500 HP
K = 1.06-1.14
K = 1.04-1.06
2000-2500 HP 2000-2500 HP
> 2500 HP
4. diesel electric K = 1.04-1.05 5. Steam turbine K = 1.01 Np
= rumus admiralitas
Vp
= kecepatan percobaan ([1.05-1.08]Vd)
D1
= displacement pendekatan 1
Cp
= konstanta (T2/3knot3/kW) = nilai cp
-
5
400 –600
general cargo ships bulker and tanker
600 –750
reefer
550–700
feedership
350 –500
warship
150
Maka -
misal ingin menggunakan low speed diesel engines (110 –140 rpm)
gm = 0.016–0.045 t/kW
gm rata rata = 0.0305 t/kW
ambil Vp=1.05 Vd= 17.325 knots
6 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI -
low speed diesel engine tidak memerlukan combined engine dan reduction gear maka
-
mesin tanpa penghubung/reduction gear, letaknya dibelakang maka K = 1.01
-
Cp for tanker = 750
) (
q
= kadar rata-rata pemakaian bahan (kg/ HP jam) for tanker = ±0.25 kg/hp jam diesel engine 2 stroke
0.205-0.211 kg/kwh
4 stroke
0.196-0.209 kg/kwh
Tanpa MDO qfuel + 5% qfuel `
dengan MDO qfuel - 5% qfuel
Steam turbines
standard tanpa furnace gas reheat
0.278-0.286
kg/kwh standard dengan furnace gas reheat gas turbines fuel = gasoline/light crude oil diesel 4 tak 1.2-1.6 g/kwh diesel 2 tak 0.8-1.2 g/kwh turbin
0.14 g/kwh
freshwater pengisi ketel uap water ballast 10 – 50 % DWT N
= daya mesin (HP)
6
3-4 % q total
0.252-0.265 kg/kwh 0.299-0.312 kg/kwh
7 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI
= koefisien cadangan yang memperhitungkan kerja mesin bantu (0,1untuk kapal kecil s/d 0.3 untuk kapal besar dan tergantung sifat lainya
= jarak pelayaran (mil) untuk pulang pergi = kecepatan dinas (knot)
untuk perwira ditentukan barang yg dibawa
q : 0,2 ton/orang
untuk anak buah ditentukan barang yg dibawa berat orang/awak kapal rata rata
q : 0,12 ton/orang
q : 75 kg/person
rata-rata jumlah kru dan ABK pada tanker
35 orang (14 perwira, 21 anak
buah)
)( ) ( Rata rata cadangan umum harian bahan makanan
4.5 kg/person
Rata rata air minum dan air mandi dll
80 kg/person
Berat cadangan gudang alat-alat rata rata
45 ton
Detail untuk minum
q = 10-20 kg/person day
untuk mencuci dan mandi
q = ±70 kg/person day
provisi
q = 3-5 kg/person day
Berat cadangan gudang alat-alat 40-50 ton
DII = Pk + Pm + Pp + Pc + Ptb + Pb Hull weight, equipment and outfit (Pk)
8650
Fuel, lubricants and freshwater (Pp)
294,87
Engine plant weight (Pm)
249.8
7
ton ton ton
8 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI Crew and its supply (Pc)
5,32
Margin weight (Ptb)
47,9575
Deadweight (Pb)
30.000 Total =
ton ton
39.247, 95
ton ton
√ Dimana
A
= (1-a)a: nilai yang didapat dari kapal pembanding
B
= =
C
= Pc + Ptb +Pb = 47,9575 + 5.32 + 30.000 = 30.053,278
241,4954
Dari pendekatan 2
294,87
Dari pendekatan 2
47,9575
Dari pendekatan 2
5,32
Requirement Jumlah
8
8.221,468
30.000 38.811,11 ton
9 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI DI
40.000
ton
DII
39.247, 95 ton
DIII
38.018,35
ton
DIV
38.811,11
ton
<1% TIDAK PERLU KOREKSI maka displacement kapal yang diambil adalah D
IV
= 38.811,11ton
≈ 38.811 ton
Untuk menentukan ukuran utam kapal, perlu diperhatikan syarat-syarat, rasio dan peraturan kelas Menurut USSR ’56
L/D = 9 – 14 B/D <= 2 T/D = 0.6 – 0.85 B = (0.1L + 6) H T/B = 0.45 – 0.52 (for tankers)
√ Dimana t
V
= volume displacement kapal (m 3)
= perbandingan tinggi garis air dgn displacement
Dari kapal pembanding didapatkan :
√ Tinggi sarat kapal
9
10 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI
√
dimana
T
= tinggi sarat tanker
V
= volume displacement
t
= perbandingan tinggi garis air dgn displacement kapal
pembanding
√
dimana
L
= tinggi sarat tanker
V
= volume displacement
l
= perbandingan tinggi garis air dgn displacement kapal
pembanding
√ √
tinggi sarat kapal
Perbandingan dengan kapal pembanding Ambil rasio L/D = 12
ambil untuk kecepatan yg tinggi dan kekuatan melintang yg lebih kecil
RUMUS EMPIRIS Posdunine 17.325 knot
Schneekluth’s formula
10
C = 7.25 for tankers, V trial =
() C = 2.8
11 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI
dimana
Fr
= bilangan Froude
V
= kecepatan
G
= percepatan gravitasi (9.8 m/s 2)
Lpp
= length between perpendicular
RUMUS EMPIRIS Kerlen Chirila Series 60 besar
√ √ √ √ √ √ ambil untuk daya muat
dimana
Fr
= bilangan Froude menurut volume displacement
v
= kecepatan
G
= percepatan gravitasi (9.8 m/s 2)
V
= volume displacement
√ RUMUS EMPIRIS
11
12 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI
Series 60
ambil untuk stabilitas baik
√ √
Van lameren
RUMUS EMPIRIS Schneekluth
ambil untuk stabilitas baik dan cocok untuk sea going ships
Posdunine
DATA KAPAL RANCANGAN OIL TANKER 30.000 DWT
bobot mati
30.000 ton
Kecepatan
16.5 knot
jarak pelayaran Displacement
12
±2000 miles 38.811 ton
13 PERANCANGAN KAPAL METODE VARIASI Sarat
15,44 meter
tinggi lambung
18,14 meter
panjang kapal
185,28 meter
block coefficient
0.72
midship coefficient
0.987
waterplane coefficient
0.802
prismatic coefficient
0.729483283
vertical prismatic coefficient
0.897755611
lebar kapal
14.20983565
daya mesin
8109.07 HP
Crew
35 person
Perencanaan kapal dengan metode variasi merupakan suatu perancangan kapal yang lebih menitikberatkan pada perhitungan dengan menggunakan berat kapal, yaitu berat kapal yang diuraikan atas unsur-unsurnya. Namun, karena keterbatasan dalam data-data berat kapal dari kapal pembanding, maka kami memakai rumus untuk mencari besaran utama kapal dengan metode perbandingan. Kami juga tidak dapat mencari besaran-besaran lainnya yang menggunakan rumus variasi (berat kapal) karena keterbatasan data kapal pembanding dan kurangnya referensi yang ada.
13
