laporan babot i

PERHITUNGAN UKURAN POKOK KAPAL RANCANGAN

2.1.1. PRARANCANGAN (METODE KAPAL PEMBANDING)

Tipe Kapal : General Cargo

DWT : 4250 ton

V : 13 Knot

Trayek : Makassar - Balikpapan : 363 seamiles

Balikpapan - Surabaya : 740 seamiles

Surabaya - Makassar : 726 seamiles

Data Kapal

Pembanding

I

Pembanding

II

Pembanding

III

Pembandiing

IV

Nama AYER MAS BINTANG JAYA 27 BARITO BORNEO SWAKARSA

DWT 4200 4120 4382 4500

Lbp 86.02 85.6 77.35 96

LOA

B 16 13.02 15 16.31

H 7.1 7.6 6.8 8.15

T 5.75 6.1 5.49 6.71

V

L/H 12.12 11.26 11.38 11.78

L/B 5.38 6.57 5.16 5.89

B/T 2.78 2.13 2.73 2.43

H/T 1.23 1.25 1.24 1.21

Sumber Data : Register BKI, 2010

DATA KAPAL YANG DIPILIH :

Nama :AYER MAS DWT : 4200 ton

LOA : 106.6 m LBP : 86.02 m

B : 16 m T : 5.75 m

H : 7.1 m V : 12.7 knot

Dalam merancang suatu kapal dipengaruhi oleh beberapa faktor utama yang diantaranya

adalah :

- Tipe kapal

- Jarak tempuh/trayek yang dilalui

- Jenis dan berat muatan yang diangkut (DWT)

- Kecepatan kapal

Oleh karena itu dalam penentuan kapal pembanding yang saya pilih adalah kapal Ayer Mas

disebabkan jenis dan berat muatan (DWT) lebih mendekati kapal rancangan saya.

Mengenai kecepatan kapal yaitu perbandingan kecepatan kapal yang diperbolehkan antara

kapal pembanding dengan kapal rancangan adalah 0,5 knot. Oleh karenanya kecepatan kapal

rancangan menggunakan kecepatan yang sama dengan kapal pembanding agar tidak merusak

konstruksi kapal.

2.1.2. PENENTUAN UKURAN UTAMA KAPAL

a. Panjang Kapal (Lbp)

LOA (length over all) adalah panjang keseluruhan dari kapal yang diukur dari ujung buritan

sampai ujung haluan.

LBP ( length between perpendicular) adalah jarak antara garis tegak buritan dan garis tegak

haluan yang diukur pada garis air muat.

Lbp2 =

LWL (length on the waterline) adalah jarak garis muat, yang diukur dari titik potong dengan

linggi haluan sampai titik potong dengan linggi buritan diukur pada bagian luar linggi depan

dan linggi belakang.

Lbp2 = (Prof. Hafald Phoels, hal 20/2,thn.1979)

Dimana :

Lbp1 = PANJANG kapal pembanding (m)

Lbp2 = PANJANG kapal rancangan (m)

DWT1= DWT kapal pembanding (ton)

DWT2= DWT kapal rancangan (ton)

Maka diuraikan :

= 86.33 Diambil Lbp = 85.5 m

Lwl = Lbp + (2,5% x Lbp)

= 85.5 + (2,5% x 85.5)

= 87.64 m

Pelabuhan balikpapan merupakan pelabuhan transit sebelum sampai ke pelabuhan tanjung

emas. Dari data karakteristik pelabuhan balikpaapan disebutkan bahwa panjang kapal maksimal

yang dapat bersandar adalah 200 m. Oleh karena panjang kapal rancangan adalah 87.64 m maka

dinyatakan masuk persyaratan pelabuhan.

b. Lebar Kapal

13

1

2 .LbpDWT

DWT

3√42504200.86 .02

(Prof. Hafald Phoels, hal 20/2,thn.1979)B2 =

B2 =

BWL (breadth at the waterline) adalah lebar terbesar kapal yang diukur pada garis air

muat.

B (breadth) adalah jarak mendatar gading tengah kapal yang diukur pada bagian luar

gading.

Dari data karakteristik pelabuhan disebutkan lebar maksimal kapal yang dapat bersandar

adalah 80 m. Dengan lebar kapal rancangan 16 m maka dinyatakan masuk persyaratan

pelabuhan.

Dimana :

B1 = lebar kapal pembanding (m)

B2 = lebar kapal rancangan (m)

Maka diuraikan :

= 16.05 m diambil B = 16 m

c. Sarat Kapal

T2 = (Prof. Hafald Phoels, hal 20/2,thn.1979)

Dimana :

T1 = sarat kapal pembanding (m)

T2 = sarat kapal rancangan (m)

Maka diuraikan :

T2 = = 5.77 m diambil T= 5.75 m

Berdasarkan dari data karakteristik pelabuhan kedalaman pada pelabuhan balikpapan dan

surabaya yang berkisar 12 mLWS. Dengan demikian kapal bisa bersandar di pelabuhan tersebut.

13

1

2 .TDWT

DWT

13

1

2 .BDWT

DWT

3√42504200.16

3√42504200.5 .75

d. Tinggi Kapal (H)

Berdasarkan data dari kapal pembanding di atas maka di peroleh :

T/H = 0,66 ~ 0,74

Di ambil = 0,74

H = T/0,74

H = 5.75/0.74

Maka nilai H = 7.1 m

H2 =

H2=

= 7.1 m

e. Froude Number (Fn)

Dalam buku "Ship Design For Efficiency and Economy" oleh Schecluth, hal.3 :

Fn = V (m/s) / ( g x Lbp )0,5

Dimana :

V = kecepatan kapal (m/s)

=0,5144 x 13 knot

= 6,69 m/s

g = percepatan grafitasi (m/s2)

= 9,81 m/s2

Maka:

Fn = V(m/s) / ( g . Lbp)0,5

= 6.69 / (9,81 x 85,,5)0,5

= 0,231

f. Kontrol Freeboard

Berdasarkan buku “Marchant Ship Design Hand Book”hal III/22,berdasarkan tabel freeboard

untuk

Fb = H – T

= 7.1–5.75

3√ Dwt 2DWt 1.H1

3√42504200.7 .1

= 1,35

Standar minimum Fb = 1059 mm

2.1.3. KOREKSI UKURAN UTAMA KAPAL

Dari ukuran utama kapal yang telah diperoleh akan dilanjutkan untuk mencari koefisien-

koefisien bentuk kapal, tetapi semua ukuran utama yang telah diperoleh sebelumnya akan

dikoreksi berdasarkan perbandingan range yang telah ditentukan.

1. Perbandingan L/B

Rasio perbandingan antara panjang kapal dan lebar kapal berpengaruh terhadap maneuver

kapal. Untuk L/B dalam buku “Ship Design for Efficiency and Economy” oleh Gateborg, diberikan

batasan 4~6,5. Dalam buku "Ship Design and Ship Theory" oleh Harvald P, hal.33 : L/B untuk 30 m <

Lbp < 130 m adalah berkisar antara 4 ~ 6,5.

L/B =85.5/16

= 5.34 (memenuhi)

Mengingat L/B kapal rancangan akan mempengaruhi maneuver kapal yang erat kaitannya

dengan panjang kapal maka dipilih L/B = 5.34 dengan pertimbangan penyesuaian karakteristik

pelabuhan.

2. Perbandingan B/T

Rasio perbandingan antara lebar kapal dan sarat berpengaruh terhadap tahanan dan

stabilitas kapal. Untuk B/T dalam buku “Ship Design for Efficiency and Economy” oleh Gateborg

hal.195, diberikan batasan 1,5~3,5. Dalam buku "Element of Ship Design"oleh R.Munro, hal.17 : B/T

berkisar antara 2,1 ~ 2,8.

B/T = 16/5.75

= 2.78 (memenuhi)

Diketahui bahwa semakin besar nilai rasio maka stabilitas kapal semakin baik. Sehingga

dipilih rasio sebesar = 2,78 yang memungkinkan melewati medan trayek yang mengharuskan

tahanan dan stabilitas kapal yang baik. Tapi mengingat rute pelayaran adalah rute lokal yang

berombak kecil maka tahanan dan stabilitas kapal tidak terlalu dipermasalahkan dikarenakan

hambatan tidak terlalu besar.

3. Perbandingan H/T

Rasio perbandingan antara tinggi kapal dan sarat kapal berpengaruh terhadap ruang muat

dan daya apung cadangan. Dalam buku “Entwuff und Einrichtung Chiffen” hal.24, menurut Dipl. Ing.

Prof. Dr. Herner dan Dipl. Ing. Dr. T. Rudolf, untuk kapal barang diberikan range 1,2~1,5.

H/T = 7.1/5.75

= 1.23 (memenuhi)

Jenis muatan akan ditentukan dengan potensi masing-masing daerah pelabuhan yang akan

disinggahi. Mengingat hal tersebut maka harus direncanakan volume ruang muat yang cukup dan

disesuaikan dengan dengan muatan yang akan dimuat agar ketika muatan penuh tidak melebihi

sarat yang telah ditentukan. Maka dipilih rasio H/T = 1,23 dengan pertimbangan daya apung

cadangan pula agar kapal dapat terus stabil dalam kondisi seburuk mungkin.

4. Perbandingan L/H

Dalam buku "Entwuff Und Einrichtung Chiffen" hal.24, menurut Dipl.Ing.Prof.Dr.Herner dan

Dipl.Ing.Dr.T.Rudolf : L/H untuk kapal barang terletak antara 11~14. Rasio ini berpengaruh

terhadap kekuatan memanjang kapal. Dalam buku "Element of Ship Design"oleh R.Munro : L/H

terletak antara 10 ~ 14.

L/H = 85.5/7.1

= 12.04 (memenuhi)

Rasio ini erat kaitannya dengan kekuatan memanjang kapal yang apabila bertambah nilai

rasionya maka akan mengurangi kekuatan memanjang kapal tersebut. Untuk itu dipilih rasio kapal

rancangan sebesar 12.04 .

2.1.3.1. KOEFISIEN-KOEFISIEN BENTUK KAPAL

1. Koefisien Blok (Cb)

Cb adalah rasio antara volume kapal dengan volume kotak yang berukuran B x T x L.

Cb = t x BL x V

Dimana :

V = Volume kapal

L = Panjang garis air

B = Lebar kapal

T = Sarat kapal

( Kerlen )

Kerlen (Teori Merancang Kapal I, 1990 : 36)

Cb = 1,179 - (( 0,333 x V(knot) ) / ( Lbp(m)0,5 ))

= 1,173 - (( 0,333 x 13) / ( 85.50,5 ))

= 0.7

(Sabit Series 60)

Cb = 1,173 - (( 0,368 x V(knot) ) / ( Lbp(m)0,5 ))

=1,173 - (( 0,368 x 13) / (85.50,5 ))

= 0,66

(Chirilia)

Chirilia (Teori Merancang Kapal I, 1990 : 36)

Cb = 1,214 - (( 0,374 x V(knot) ) / ( Lbp(m)0,5 ))

= 1,214 - (( 0,374 x 13) / ( 85.5,5 ))

= 0,69

( Schekluth )

Schekluth (Teori Merancang Kapal I, 1990 : 36)

Cb = 1,17 - (( 0,361 x V(knot) ) / ( Lbp(m)0,5 ))

= 1,17 - (( 0,361 x 13 ) / ( 85.50,5 ))

= 0,66

(Bassoulis)

Cb = 0,813 x 0,99 x Lbp0,42 x B-0,3072 x T0,1721 x V-0,6135

= 0,813 x 0,99 x 85.50,42 x 16-0,3072 x 5.750,1721 x 13-0,6135

= 0,62

Dalam buku "Ship Basic Design", hal.10 :

Cb = 1,115 - ((0,276 x V(knot)) / ( Lbp(m)0,5 ))

= 1,115 - (0,276 x 13/(85.50,5 ))

= 0,73

Dalam buku "Element of Ship Design", hal.16 :

Cb = 1,0 - (( 0,23 x V(knot) ) / ( Lbp(m)0,5 ))

= 1,0 - (( 0,23 x 13)/(85.50,5))

= 0,68

Berdasarkan buku “Ship Design for Efficiency and Economy” oleh H. Schneekluth, koreksi Cb

terletak antara 0,525 - 0,825

Dipiih Cb = 0,73

Mengingat bahwa semakin besar nilai Cb maka volume muatan juga akan semakin

besar, stabilitas semakin baik, tapi kecepatannya lambat dikarenakan oleh pengaruh

tahanan yang besar.

2. Koefisien Midship (Cm)

Cm adalah rasio antara luas midship dengan segiempat yang berukuran B x T.

Cm = T x BAm

Dimana :

Am = Luas midship

B = Lebar kapal

T = Sarat kapal

Dalam buku "Ship Design for Efficiency and Economy" hal.34 :

( Van Lammeren )

Cm = 0,9 + ( 0,1 x ( Cb0,5 ))

= 0,9 + ( 0,1 x 0,730,5)

= 0,99

( Kerlen 1979 )

Cm = 1,006 - ( 0,0056 x ( Cb-3,56 ))

= 1,006 - (0,0056 x 0,73-3,56)

= 0,99

Dalam buku "Ship Design and Ship Theory",hal.52 :

( Sabit Series 60 )

Cm = 0,93 + ( 0,08 x Cb )

= 0,93 + (0,08 x 0,73)

=0,99

Koreksi Cm :

Dalam buku "Element of Ship Design",hal.17. Cm terletak antara 0,85 ~ 0,98

Dalam buku "Entwuf und Einrichtung Van Handers Chiefen",hal.24 Cm = (0,93~0,99)

Dipilih Cm = 0,99

Mengingat bahwa semakin besar nilai Cm maka daya muatan kapal juga akan

semakin besar pula.

3. Koefisien waterline (Cw)

Cw adalah rasio antara luas bidang garis air muat dengan luas segiempat yang L x B.

Cw = B x LwlAwl

Dimana :

Awl = Luas garis air.

Lwl = Panjang garis air.

B = Lebar kapal.

Dalam buku "Element of Ship Design", hal.54 :

Cw = Cb + 0,1

= 0,73 + 0,1

= 0,83

( Posdunine )

Cw = ( 1 + ( 2 x Cb )) / 3

= (1 + (2 x 0,73))/3

= 0,82

Cw = ( Cb0,5 ) - 0,025

= ( 0,730,5 ) - 0,025

= 0,83

Dalam buku "Ship Design and Ship Theory ",hal.37 :

Cw = 0,248 + ( 0,778 x Cb )

= 0,248 + (0,778 x 0,73)

=0,81

Cw = 0,297 + ( 0,473 x Cb )

= 0,297 + (0,473 x 0,73)

= 0,64

Cw = 0,97 x ( Cb0,5 )

= 0,97 x (0,730,5)

= 0,827

Koreksi Cw dalam buku "Element of Ship Design", Cw terletak antara 0,7 ~ 0,9.

Dipilih Cw = 0,83

Mengingat bahwa semakin besar nila Cw maka akan semakin luas pula muatan

suatu kapal.

4. Koefisien Prismatik (Cp)

Cph adalah rasio antara volume kapal dengan sebuah prisma yang berpenampang

(Am x L).

Cph = Cb x AmCb x T x BL x

= Cm x T x BCb x T x B

Cph = CmCb

Dimana :

Am = Luas midship

Cb = Koefesien blok

Cm = Koefesien Midship


B = Lebar kapal

T = Sarat kapal

Cpv adalah rasio antara volume kapal dengan sebuah prisma (Awl x T).

Cpv = T x AwlV

= Cw x BL x Cb x T x BL x

Cpv = CwCb

Dimana :

Awl = Luas garis air

Cb = Koefesien blok

Cw = Koefesien waterline

V = Volume kapal


B = Lebar kapal

T = Sarat kapal

Dalam buku "Element of Ship Design" hal.53 :

Cph = Cb / Cm

= 0,73/0,99

= 0,74

Cpv = Cb / Cw

= 0,73/0,83

= 0,88

DISPLACEMENT KAPAL

Fn = 0.23

Fb = 1.35 m

∆ = 6031.84 Ton

Vol kapal = 5861.28

m3

DWT = 4250 Ton

∆ = Lwl x B x T x Cb x x cɣ

= 100.61 x 16,33 x 6,81 x 0,75 x 1,025 x 1,004

=6031.84 Ton

VOLUME KAPAL

V = Lwl x B x T x Cb

= 100.61 x 16,33 x 6,81 x 0,75

= 5861.28

2.1.3.2. DATA KAPAL RANCANGAN SETELAH DIOPTIMASI

Dari perhitungan-perhitungan yang telah dilakukan sebelumnya maka didapat ukuran

utama kapal beserta koefisien-koefisiennya yang untuk sementara dapat disimpulkan sebagai

berikut:

1. Ukuran Kapal Rancangan

Lbp = 85.5 m

B = 16m

T = 5.75 m

H = 7.1 m

Lwl = 87.64 m

Vs = 13 Knot

2. Koefisien-koefisien Bentuk Kapal

Koefisien Blok (Cb) = 0,73

Koefisien Midship (Cm) = 0,99

Koefisien Waterline (Cw) = 0,83

Koefisien Prismatik vertikal (Cpv) = 0,88

Koefisien Prismatik horizontal (Cph) = 0,74

PERHITUNGAN TENAGA PENGGERAK

2.2.1. PENENTUAN DAYA MESIN

Adapun untuk penentuan daya mesin, digunakan beberapa metode yaitu :

A. Rumus Tahanan (Metode Guldhammer)

1. Kecepatan Kapal

Vk = 13 knot

2. Kecepatan dalam m/dt

Vs = 6.687 m/dt

3. Panjang Garis Air ( LWL )

LWL = 87.64

4. Harga Froud Number ( Fn )

Fn = V / ( g x Lbp )0,5

= 0,23

5. Harga RT ( Resistance )

RT1 = 1/2 x ρ x v2 x S

= 1/2 x 1,026 x (13)² x 585

= 43578.137 N

dimana :

ρ = 1,025 ton/m3

S = Luas bidang basah (menurut Holtrop mannen)

= Lwl x (2 x T + B) x Cm^0,5 x {0,453+(0,4425 x Cb)

- (0,2802 x Cm) - (0,003467 x (B/T)) + (0,3696 x Cw)}

= 1901.46 m²

6. Volume Kapal ( V )

V = 5861.28 m3

V1/3 = 18.03 m3

7. Harga LWL / ( V1/3 )

LWL / V1/3 = 4,86

8. Harga 103 CR untuk Lwl / ( V1/3 )

(dari grafik dlm buku tahanan dan propulsi, berdasarkan nilai Fn dan Cp),

maka diperoleh :

103 CR = 4,86 0,00484539

maka :

103 CR = 4,50 = 3.00

103 CR = 4,93 = 2.86 (hasil interpolasi)

103 CR = 5,00 = 2.8

9. Perbandingan antara Lebar dengan Sarat ( B/T )

B/T = 2,8

10. Koreksi B/T

103CR B/T = 0,16 x ( B/T - 2,5 ) + 103CR dari LWL / V1/3

= 0,16 x ( 2,8) + 1,91

= 2.90

11. Besarnya LCB

Menurut Guldhammer dalam buku "ship design and ship theory"

oleh Harvald.P, hal.55

LCB = {( -43,5 x Fn ) + 9,2 }

= -0.616 m ( dibelakang midship )

12. Besarnya LCB standard menurut Fig. 10

Fn = 0,23

LCB Standard = 0,8 % x Lbp

LCB Standard = 0,80 m

13. ∆ LCB = LCB - LCB standard

∆ LCB = -1.41 m

14. Koreksi untuk LCB = (∆ LCB x (∆103 CR / ∆ LCB )

Bila koreksi untuk Lcb bernilai negatif (-) maka :

103CR LCB = 0,00

15. Koreksi bentuk badan kapal ( bentuk penampang melintang dan haluan )

bentuk bagian depan ( 10³ CR ) = 0,1 ekstrim V

bentuk bagian belakang ( 10³ CR ) = -0,1 ekstrim U

16. Jumlah koreksi bentuk badan kapal

103CR V + U = 0

17. Koreksi akibat adanya bulbous bow

103 CRb = 0

18. Koreksi untuk anggota badan kapal

dlm buku "Tahanan dan Propulsi Kapal" hal. 132 diberikan :

a. Bos baling-baling ( 3 ~ 5 ) % diambil = 0,03

b. Bracket dan poros baling-baling ( 5 ~ 8 ) % diambil = 0,05

103 CRt = 8%

103 CRt = 8% x 103 CR dari LWL / V1/3

103 CRt = 0,2285

19. Harga total 103 CR (Koefisien Residual Resistance)

103 CR =

10³CR Lwl / ( V1/3 ) + 10³CR B/T + 10³CR LCB + 10³CR V + U

+ 10³ CRb +10³ CRt

= 1,99 + 1,98 + 0 + 0 + 0 + 0,1595

= 5.99

20. Harga Renould Number (Rn)

Rn = ( Vs x L) / v

= 493723243,5

dimana :

Vs = 6,687 m/s

LWL = 87,638

v = koef. Viskositas kinematis air laut (m)

= 1,187 x 10-6 m2/s

21. Harga koefisien gesek ( Cf )

Cf = 0,075 / ( Log Rn - 2 )2

= 0,002

22. Koreksi Cf for Appendeges ( anggota badan kapal )

103 CCf = 1,02 x Cf

= 0,002

23. Koreksi tahanan angin

dlm buku "Tahanan dan Propulsi Kapal", hal.132, ditentukan :

103 CAA = 0,07

24. Koreksi tahanan kekasaran


103 CA = 0,4 (untuk kapal dengan Lbp < 100 m)

25. Koreksi tahanan kemudi


103 CAS = 0,04

26. Harga koefisien Tahanan Total

103CRT = ( 19 + 22 + 23 + 24 + 25 )

= (103CR + 103 CCf + 103CAA + 10³CA + 103CAS )

= 4,13 + 0,002 + 0,07 + 0,4 + 0,04

103CRT = 6,49688

CRT = 0,00650

27. Harga Tahanan Total

RT2 = CRT x RT1

= 283,12 KN

28. Penambahan RT untuk pertimbangan service condition di jalur pelayaran

asia tenggara.

( dalam buku "Tahanan dan Propulsi Kapal" oleh Sv.A.aHarvald hal.249 )

RT' = 20 % x RT2

= 56,62 KN

RT3 = RT2 + RT'

= 339,75 KN

29. Efektive Horse Power dalam KW

EHPk = RT3 x Vs m/s

= 2271,95 KW

30. Efective Horse Power dalam HP

EHPh = EHP x 1,341

= 3046,74 HP

dimana :

1 HP = 0,7457

1 Kw = 1,3410

Perhitungan Efisiensi Propulsi

1. Kecepatan Dinas Kapal

Vs = 13 Knot

= 6.687 m/s

2. Efective Horse Power

EHP = 3046,74 HP

3. Arus Ikut ( wake fraction )

Untuk kapal dengan sistem single screw, dalam buku "Ship Design & Basic"

hal.223, diberikan rumus :

w = ( 0,5 x Cb ) - 0,05

= 0,31

4. Fraksi Deduksi Gaya Dorong

t = k x w

dimana :

k = koefisien yang besarnya tergantung dari bentuk buritan,

tinggi kemudi dan kemudi kapal

k = (0,5 ~ 0,7)

(untuk kemudi yang stream line dan mempunyai konstruksi belahan pada

tepat segaris dgn sumbu baling-baling)

k = ( 0,7 ~ 0,9 )

(untuk kemudi yang stream line biasa)

k = 0,9 ~ 1,05

(untuk kapal-kapal kuno yang terdiri dari satu lembar pelat lempeng)

dipilih k = 0,7

maka :

t = k x w

= 0,22

5. Kecepatan air masuk ( speed of advance )

"Principal of Naval Architecture, hal 146"

Va = Vs x ( 1 - w )

= 4,59 m/s

6. Gaya dorong baling-baling ( Propeller Thrust )

T = RT3 / ( 1 - t )

= 435,26 KN

7. Diameter sementara propeller

Dp = 2/3 x T

= 3,83 M

8. Jarak sumbu poros ke lunas

Dari buku "tahanan dan propulsi kapal" hal.199 :

E = ( 0,045 x T ) + ( 0,5 x Dp )

dimana :

T = 5.75 M

Dp = 3,83 M

maka :

E = 2,18 M

9. Tinggi air diatas poros


h = {( T - E ) + ( 3/4 x % L )}

= 4,22

dimana :

T = 5,75 M

E = 2,18 M

Lbp = 85,5 M

maka :

h = 4,22 M

10. Tekanan pada poros propeller


Po - Pv = 99,6-( 10,05 x h )

= 57,23 KN/m2

11. Nilai Ad/Ao ( Rasio luas bentang daun propeller )

Dari buku "principal of naval architecture" hal.183 :

Ad/Ao = {(( 1,3 + ( 0,3 x Z ) x T) / ((Po-Pv) x Dp2)} + k

(Po - Pv) x Dp2) + k

dimana :

Z = Jumlah daun propeller = 4 buah

T = Gaya dorong = 435,26 KN

Po – Pv = 57,23 KN/m2

Dp = 3,83 M

k = ( 0,1 ~ 0,2 ) ( untuk kapal dengan single screw )

= 0,2

maka :

Ad/Ao = 0,82

12

.Rasio putaran propeller

KT = { T / (ρ x Vs2 x Dp2 )} x J2

= 0,6462 x J2

13 Pada Grafik Open water berdasarkan nilai Ad/Ao diperoleh nilai :

KT = 0,6462 x J2

Dalam buku "Pripincipal of Naval Architecture"

a. Efisiensi open water (ƞo)

B4 – 55 = 55 0,67

B4 – 61 = 61 0,666

B4 – 70 = 70 0,66

J KT

b. Nilai J 0,4 0,06

B4 – 55 = 55 0,77 0,5 0,09

B4 – 61 = 61 0,750 0,6 0,13

B4 – 70 = 70 0,72 0,7 0,18

0,8 0,24

c. Nilai P/D 0,9 0,30

B4 – 55 = 55 1,20 1,0 0,37

B4 – 61 = 61 1,200

B4 – 70 = 70 1,20

d. Nilai KQ

B4 – 55 = 55 0,036

B4 – 61 = 61 0,033

B4 – 70 = 70 0,029

14.

Putaran poros propeller permenit (rpm) optimum

N = Va / ( J x Dp )

= 93,97 Rpm

15.

Diameter propeller optimum

Dp optimum = Va / ( n x J )

= 4,65

16.

Penentuan efisiensi lambung (nh)

Dalam buku principal of naval architecture, hal.152

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

= 1,126

17. Penentuan efisiensi putaran relatif (efisiensi rotasi)

Dalam buku principal of naval architecture, hal.152

hR = 1,0 ~ 1,1 ( untuk kapal pada umumnya )

hR = 1,0

18. Nilai Quasi Propulsif Coeficient

Qpc = ho x hh x hR

= 0,666 x 1,126x 1 ,0

= 0,750

19. Delevery Horse Power

DHP = EHP / Qpc

= 3028,91 / 0,750

= 5415,433

20. Brake Horse Power

BHP= DHP/0.98 (untuk mesin utama yg ditempatkan di belakang)

5525,95 HP

4120,70 KW

Berdasarkan perhitungan tahanan kapal diatas, maka diperoleh data berapa besar daya mesin yang diperlukan untuk menggerakkan kapal rancangan sesuai dengan kecepatan kapal yang yang diinginkan (BHP). Adapun kriteria mesin yang digunakan didapatkan dari brosur mesin tahun 2005 "MARINE ENGINES (A MOTOR SHIP SUPLEMENTS) A. NEXUS MEDIA COMUNICATIONS PUBLICATION, www MotorShip Com.

diperoleh data sebagai berikut

Merk : NIIGATA

Model : 18MG26HX

Cyl Config : W

No. Of CYL : 12 Mm

Bore : 220 Mm

Stroke : 300 Mm

Cycle : 4.000 Mm

Length : 6,43 M

Weight : 38,2 Ton

5555,85 HPMax Power : 4143 Kw

Rated : 1.000 Rpm

Dari buku Ship Design and Efficiency, asumsi untuk mencari daya mesin bantu :

W.mb = 10 ~ 15% Daya mesin utama

= 15% Daya mesin utama

= 459 Kw

Dari brosur mesin diperoleh data mesin bantu :

* Merk mesin = SCANIA

* Model = DI21M(626)

* BHP = 616,87 Hp

= 460 Kw

* Putaran = 2200 Rpm

* Bore = 127 Mm

* Stroke = 154 Mm

* Panjang = 1341 Mm

* Lebar = _ Mm

* Tinggi = _ Mm

* Berat = 1,15 TON

2.3. PERHITUNGAN PERBEKALAN

Penentuan Jumlah Crew

Menurut Estimasi Nilai GT dan Tenaga Penggerak

GT = Volume sampai H + 15% Volume Kapal sampai H (untuk bangunan atas) x 30%

GT = ( Lwl x B x H ) + 15% ( Lwl x B x H )

GT = 3319,66(Nilai GT = Volume ruangan yang tertutup)

Dimana :

Volume sampai H = 9622,20m3

Tenaga penggerak kapal BHP = 5566 KW

Berdasarkan keputusan menteri perhubungan “nomor : KM 70 tahun 1998 tentang pengawakan

kapal niaga” (hal 19-25)

Juru kemudi : 3 orang

Kelasi : 2 orang

Koki : 1 orang

Pelayan : 1 orang

Maka diperoleh jumlah crew berdasarkan nilai GT dan tenaga penggerak yaitu :

1. Untuk Steward Departement : pasal 11 point B

“Untuk kapal tonase kotor GT 3000 s.d kurang dari GT 10000...” (hal)

Nakhoda : 1 orang

Muallim : 1 orang

Muallim I: 1 orang

Operator radio : 1 orang

Serang : 1 orang

Jumlah : 12 orang

2. Untuk Engine Departement

“Untuk kapal dengan tenaga penggerak kurang dari 3000 KW s.d kurang dari 7500 KW...”

(Hal. 761).

Kepala kamar mesin : 1 orang

Masinis I : 1 orang

Masinis II : 1 orang

Mandor mesin : 1 orang

2.3.1. PERKIRAAN BOBOT MATI KAPAL (DWT)

1. Berat bahan bakar

Dalam buku “Ship Design and Ship Theory” o;eh H. Phoels, hal. 10 :

Wfo = [(Pbme x bme +pae x bae) x (S/Vserver) x 10-6 x (1,3~ 1,5)] + 10%

Dimana :

Pbme = total power of main engine in KW

= 4143 KW

bme = konsumsi bahan bakar spesifik main engine

= 196~209 gr/kw (untuk mesin 4 langkah)

= 209 gr/kw (nilai max. diambil agar konsumsi bahan bakarnya lebih banyak)

pae = total power of auxiliary engine in KW

= daya mesin bantu (15% Pbme)

= 15% x 4143 x 3

= 1380 KW

bae = konsumsi bahan bakar spesifik unutk mesin diesel

Pembantu kamar mesin : 1 orang

Juru minyak (Oiler) : 3 orang

Jumlah : 8 orang

Sehingga jumlah crew keseluruhan = 20 orang

= 205~211 gr/kw

= 211 gr/kw (dipilih agar cadangan bahan bakar spesifik untuk mesin diesel banyak)

Vs = kecepatan kapal

= 15 knot

S = sea trial

= 585 seamiles

Maka :

Wfo = [(Pbme x bme + pae x bae) x (S/Vserver) x 10-6 x (1,3~ 1,5)]

= [(4143 x 209 + 1380 x 211) x (585/12) x 10-6 x 1,5)]

= 67,69 Ton

Wfo = 74,46 Ton ( penambahan sebesar 10% )

2. Berat minyak pelumas

Dalam buku “Ship Design and Ship Theory” oleh H. Phoels, hal. 12 :

Wlub = Pbme x bme x S/Vserv x 10-6 + add

Dimana :

bme = 1,2 ~ 1,6 gr/kwh ( untuk mesin 4 tak )

= 1,2 gr/kwh ( dipilih 1,2 agar konsumsi bahan bakarnya besar )

Add = penambahan sebesar 10% sebagai pertimbangan faktor keamanan

= 10%

Maka :

Wlub = Pbme x bme x S/Vserv x 10-6 + 10%

= 4143 x 209 x 585/15 x 10-6 + 10%

Wlub = 0,21 Ton

3. Berat air tawar


Kebutuhan air minum = 20 kg/orang/hari

Kebutuhan untuk mck = 200 kg/orang/hari

Kebutuhan untuk air pendingin = 0,14 kg/kwh

Jumlah crew = 20 orang

Lama pelayaran (T = S/V) = 39,00 jam

Waktu bongkar muat = 73,8894 jam

Total hari berlayar = 4,70 hari

= 5 hari

3.1. Berat air tawar

Wfwd = ( kebutuhan air minum x J.crew x total hari berlayar ) / 1000

= (20 x 20x 5)/1000

= 2,00 Ton

3.2. Berat air mck

Wmck= ( kebutuhan untuk mck x J. crew x total hari berlayar ) / 1000

= (200 x 20 x 5)/1000 = 20,0 Ton

3.3. Berat air pendingin

Wfwo = ( 0,14 x Pbme x S / Vserv x 10-3 ) + add

Dimana :

Add = penambahan sebesar 10% sebagai pertimbangan faktor keamanan

Wfwo= (0,14 x 4143 x 585 / 15 x10-3 ) + 10%

= 24,88 Ton

Maka

Wfw = Wfwd + Wmck + Wfwo

= 2,00 + 2,00 + 24,88

= 46,88 Ton

4. Berat crew


Rata-rata crew berat crew adalah = 75 kg/orang

Jumlah crew = 20 orang

Maka :

Wcrew = (rata-rata berat crew x jumlah crew) / 1000

= (75 x 20)/1000

= 1,50 Ton

5. Berat provision dan bawaan


Berat provision = 3~5 kg/orang/hari

= 5 kg/orang/hari (nilai dipilih agar mengantisipasi kekurangan berat)

Wpv = ( berat provision x jumlah crew x Total berlayar ) / 1000

= (5 x 20 x 5)/1000

= 0,50 Ton

Berat bawaan = 20 kg/orang

Wbw = ( berat bawaan x jumlah crew ) / 1000

= (20 x 20)/1000

= 0,40 Ton

Maka :

Wpb = Wpv + Wbw

= 0,50 + 0,40

= 0,90 Ton

6. Berat diesel oil


Wdo = ( 0,1 ~ 0,2 ) x Wfo

= 0,2 x Wfo ( diambil 0,2 agar mengatisipasi kekurangannya bahan bakar )

= 0,2 x 74,46

= 14,89 Ton

Maka total berat komponen Supply adalah :

Suply = Wfo + Wlub + Wfw + Wcrew + Wpb + Wdo

= 74,46 + 0,21 + 46,88 + 1,50 + 0,90 + 14,89

= 138,84 Ton,

Jadi berat mati kapal adalah :

DWT = Payload + Suply

Payload = DWT – Suply

= 6050 – 138,84 = 5911,155 Ton

2.3.2. Perkiraan Berat Kapal Kosong (Lwt)

1. Berat baja

Dalam buku “ ship design for efficiency and economy “ Hal.209 :

Wst = Cb2/3 x (( Lbp x B ) / 6 ) x H0,72 x ( 0,002 x ( Lbp / H )2 + 1 )

= 0,692/3 x (( 95,88 x 16,68 ) / 6 ) x 8,480,72 x ( 0,002 x ( 95,88 / 8,48 )2 + 1 )

= 249,54 Ton

Dalam Buku “ Ship Basic Design “, Hal. 14 :

Wst = 36 x Lbp1,6 x ( B + H ) / 103

= 36 x 95,881,6 x ( 16,68 + 8,48 ) / 103

= 1342,08 Ton

Dalam “ Ship Design By Matsui Engineering dan Ship Building Lo LTD “ Hal. 14, terdapat beberapa

persamaan untuk menghitung Berat Baja Lambung :

Wh = Ch x Lbp x ( B + H )

Dimana :

Ch = Coefficient Hull ( 0,4 ~ 0,48 )

Lbp = Panjang kapal ( 95,88 m )

B = Lebar kapal ( 16,68 m )

H = Tinggi kapal ( 8,48 m )

Jadi Wh = Ch x Lbp x ( B + H )

= 0,48 x 95,88 x ( 16,68 + 8,48 )

= 1157,924 Ton

Dipilih Wst = 1342,08 Ton

2. Berat perlengkapan dan Peralatan

Dalam buku “ Ship Design And Ship Theory “ oleh H. Phoels, Hal. 76 :

Woa = C x ( Lbp x B x H )2/3

Dimana :

C = 0,7 ~ 0,9 t/m2

= 0,79

Maka :

Woa = C x ( L x B x H )2/3

= 0,79 x ( 95,88 x 16,68 x 8,48 )2/3

= 451,54 Ton

Dalam buku Ship Design for Efficiency and Economy “ Hal. 226 :

Woa = K x Lbp x B

Dimana :

K = 0,40 ~ 0,45 t/m2

= 0,4

Maka :

Woa = K x L x B

= 0,4 x 95,88 x 16,88

= 639,71 Ton

Dipilih Woa = 451,54 Ton

3. Berat Permesinan

3.1. Berat main engine

Dari perhitungan Daya mesin didapat BHP = 2520,71 Hp

Dari Brosur mesin diperoleh data mesin utama sebagai berikut :

Merek : NIIGATA

Model : 18MG26HX

Jumlah silinder : 4

Rpm : 1000

BHP : 5555,85 Hp

Bore : 220 mm

Stroke : 300 mm

Berat : 38,2 Ton

Panjang : 6,43 m

Maka :

Wme = 38,2 Ton

3.2. Berat tambahan lainnya

( termasuk mesin bantu, instalansi yang ada diamar mesin )

Dalam buku “ Ship Design and Ship Theory “ oleh H. Phoels, Hal.75 :

Wadd = 0,56 x ( MCR )0,7

Dimana :

MCR = Daya maximum main engine

= ( 1,15 ~ 1,2 ) x NCR

NCR = BHP

= 5555,85 Hp

MCR = 1,2 x 5555,85

= 6667,02

Maka :

Wadd = 0,56 x ( MCR )0,7

= 0,56 x 1184,40,7

= 79,37 Ton

Sehingga berat total permesinan adalah :

Weng = Wme + Wadd

= 11,5 + 79,37

= 90,87 Ton

Maka berat kapal kosong (LWT ) adalah :

∆= 0,45 – 0,85

∆= 0,64

Semakin besar harga perbandingan DWT/∆, maka design kapal rancangan telah memenuhi

aspek ekonomis

LWT = Wst + Woa + Weng

= 676,31 + 417,02 + 90,87

= 1184,10 Ton

Dan koreksi untuk displacement kapal adalah :

∆1 = Lwl x B x T x Cb x x cɣ

= 74,21 x 12,80 x 7,07 x 0,73 x 1,025 x 1,004

= 3334,41 Ton

∆2 = DWT + LWT

= 2150 + 1184,10 = 3334,10 Ton

Sehingga :

∆koreksi = ( ∆2 - ∆1 ) / ∆2 ) x 100%

= ( 3334,10 – 3334,41 )/ 3334,10) x 100%

= ( - 0,31 / 3334,10 ) x 100%

= - 0,009 % < 0,05 %( memenuhi )

DWT

DWT

2.4. PENETAPAN DISPLACEMENT KAPAL RANCANGAN

Displacement kapal merupakan aplikasi dari Hukum Archimedes yang menyatakan bahwa

setiap benda yang dimasukkan ke dalam air akan mendapat gaya tekan ke atas sebesar berat zat

cair yang dipindahkan dalam keadaan setimbang.

Gaya tekan ke atas tersebut dinamakan displacement ( ∆ ), yang besarnya adalah volume badan

kapal yang tercelup dibawah permukaan air dikalikan dengan berat jenis air. Sehingga

Displacement kapal secara lengkap ditulis dalam buku "Element of Ship Design" oleh R.Munro Smith,

hal.14, diberikan rasio muatan bersih (payload) dengan Displecement kapal, dimana untuk kapal

dengan tipe CARGO/PERINTIS diberikan harga:

∆ = Lwl x B x T x Cb x x cɣ

Dimana :

Lwl = panjang dari badan kapal yang terbenam di dalam air

= berat jenis air laut (ton/mɣ 3)

c = faktor kulit

Sehingga displacement kapal rancangan adalah:

∆2 = Lwl . B . T . Cb . . cɣ

= 74,21 x 12,80 x 7,07 x 0,73 x 1,025 x 1,004

= 3334,41 Ton

(Scheltema De Heere, 1970 : 23)

Berdasarkan prinsip Hukum Archimedes maka dapat dikatakan bahwa besarnya

perpindahan zat cair sama dengan berat kapal itu sendiri, di mana berat kapal adalah sama dengan

berat kapal kosong ditambah dengan bobot mati kapal.

Selanjutya perlu diingat bahwa gaya berat dari kapal bekerja dari arah vertikal ke bawah

sedangkan displacement yang merupakan gaya tekan yang bekerja sebaliknya yaitu dari arah

vertikal ke atas, sehingga displacement kapal juga dapat diperoleh dengan :

∆ = Lwt + Dwt

Dimana :

Lwt ( Lightweight ton ) adalah berat kapal kosong yang pada umumnya terdiri dari tiga bagian

besar yaitu berat baja kapal, berat perlengkapan dan mesin penggerak serta seluruh komponen

instalansinya.

Dwt ( Dead weight ton ) adalah gaya angkut dari sebuah kapal mencakup berat muatan, bahan

bakar, minyak pelumas, air tawar, berat crew dan perlengkapannya serta berat bahan makanan.

Dari semua perhitungan maka dapat disimpulkan bahwa ukuran-ukuran utama kapal rancangan

dan koefisien bentuknya untuk sementara adalah :

Lbp = 72,40 m

B = 12,80 m

T = 4,70 m

H = 7,07 m

Lwl = 74,21 m

Vs = 12 Knot

Fb = 2,37 m

Fn = 0,23

∆ = 3334,41 Ton

Vol. = 3240,12 m3

DWT = 2150 Ton

Cb = 0,73

Cm = 0,99

Cw = 0,83

Cpv = 0,88

Cph = 0,74

laporan babot i

Documents