tahanan froud dan ittc 1957

8/10/2019 Tahanan Froud dan ITTC 1957

1/13

9/20/2012

1

Perhitungan Tahanan

Kapal dengan Metode

Froude

1st

Froude

menganggap bahwa tahanansuatu kapal atau modeldapatdipisahkan ke dalam dua ba ian:(1)tahanan gesek dan(2)tahanan sisa.

Tahanan sisa ini disebabkan karena

inersia,sedangkan tahanan gesek

disebabkan karena pengaruh gayaviskositas dan gaya inersia.

1st


2/13

9/20/2012

2

Jika tahanan sisa dianggap tidak tergantungtahanan gesek maka percobaan model

dapat

dilakukan dengan cara berikut.Mengikuti hukumFroudeuntuk modelberarti:

VM

dan Vsmasingmasing adalahkecepatan modeldan kecepatan kapal,dan adalahrasio skala.

Gayagravitasikemudian direduksi ke suatu

VsVM

proporsi tertentu dan gaya viskositas ke proporsi

lain.

Halini tidak akan menimbulkan masalah apapunjika gaya viskositas baik untuk modelmaupununtuk kapal dapat dihitung keduaduanya.

1st

Tahanan total

model

RTMdiukur padasejumlah harga kecepatanV

M.Tahanan ini

kemudian dipisahkan ke dalam dua ba ian

(4.5)

RFM

adalah tahanan gesek danRRM

adalah tahanan sisa model.Jika RFM

telahdihitun maka har a tahanan sisa R

RMFMTM RRR

dapat dicari dengan Persamaan (4.5).

1st


3/13

9/20/2012

3

Dengan adanya kesamaan geometris dan harga angkaFroude

yang

sama,maka komponen tahanan modeldapat dikonversi ke dalam komponen tahanan kapal

an bersan kutan den an men alikann a den an

skala gaya:(4.6)

dimana:skala gaya tahanan sisa

skala massa jenis spesifik

gLF 3

RM

RS

FR

R

M

S

skala panjang

skala percepatan karena gravitasi Jika 1,maka sesuai dengan Hukum Perbandingan

Froude(4.7)

M

S

LL

g

RMLPRS RR

3

g

1st

Tahanan gesek kapal dihitung denganmenggunakan asas yangsama dengan waktu

menghitung tahanan gesek model. a a a anan o a

apa apa ung

dengan:

(4.8)RMLFSRSFSTS RRRRR 3

3 .

Berdasarkan anggapan yangdipakai oleh

Froude

maka koefisien gesek untuk pelat

dapat dipakai langsung untuk benda yang

berbentuk kapal.

FMTMLFSTS

1st


4/13

9/20/2012

4

Froudemenghitung tahanan gesek dengan rumus

(4.10)

rumus ini diubah oleh anaknya,R.E.Froude,menjadi

n

F fSVR

(4.11)

Kemudian diganti lagi menjadi

(4.12)

dalam hal ini

825.1fSVRf

825.1

1000SVR tF

(4.13) L adalah panjang modelatau kapal dalam meter,t suhu

dalam derajat celcius,S luas permukaan basah dalam

m2,dan Vkecepatan dalam m/det. adalah berat jenisairdalam kg/m3.

)15(0043.0168.2258.0

1392.0 tLt

1st

Model yangdipakai mempunyai permukaan yang

mulusdan koefisien gesek yangdipakai adalah koefisien gesekuntuk permukaan mulus.

Untuk kapal dapat dipakai koefisien gesek permukaankasar.

Rumus yangdiberikan untukttadi memperhitungkan halini.

Perlu puladisebutkan disini bahwa koefisien gesekanpermukaan menurut Froude untuk panjang yangbesardan kecepatan yangtinggi didapat secara ekstrapolasi

.

Panjang dan kecepatan yangdemikian ini jauh melebihi

yangdipakai percobaan.

Selain itu,tahanan tekananjuga disertakan dalamtahanan sisa,sekalipun dalam kenyataannya tahanantekanan itu sangat tergantung pada sifat kekentalanfluida. 1st


5/13

9/20/2012

5

Kelemahan metoda Froudeantara lainadalah:

1. Tahanan gesek berdasarkan hasil percobaan pada pelatdatar sehingga mengabaikan faktor bentuk dari kapal

(tebal lapisan batas tidak sama,kecepatan partikel air

disepanjang badan kapal tidak sama).

2. Tidak memperhitungkan adanya pemisahan aliranyang

terjadi pada kapal.

3. Tidak memperhitungkan pengaruh gelombangdisepanjang badan kapal yangtimbul ketika kapal

bergerak maju.

e a pun a anya e ema an erse u ,asas rou e yang

memisahkan tahanan ke dalam dua bagian itu masihmerupakan asas yangpalingbanyak dipakai di tangkipercobaan di seluruh dunia.Tetapi,dewasa ini hanyasedikit tangki percobaan yangmemakai rumus gesekandan koefisien yangdiberikan oleh R.E.Froude.

1st

1. Modeldibuat dengan angka Froudesama

Langkah umum metoda Froude:

m

m

S

S

L

V

L

V 22

2. Tahanan modeldidapat dari hasil percobaan =RTm3. Tahanan gesek modeldihitung dengan formula=RFm4. Tahanan sisa model

5. Koefisien tahanan sisa model=koefisien tahanan sisa kapalFmTmRm RRR

RS

mmm

Rm

Rm C

VS

RC

2

2

1

6. Tahanan sisa kapal =

dimana =massa jenis airlaut=massa jenis airtawar

=skala panjang

7. Tahanan gesek kapal dihitung dengan formula

8. Tahanan totalkapal

S

m

m

S

L

L

FSR

RSFSTS RRR

2

.SSSRSRS

VSCR Rm

m

S R3

1st


6/13

9/20/2012

6

Diketahui data

kapal dan model

sebagai berikut:

Contoh Perhitungan Dengan m etoda Froude:

KAPAL MODEL

Darihasil percobaan didapat:

Kecepatan model =1.735m/dt

WL . .B(m) 18.30T

(m) 7.982

Luas penampang basah (m2) 3620.2Kerapatan massa fluida (r)

(kg/m3) 1025 1000

Tahanan totalmodel =4.370kg

Temperatur airtangki =100C

Temperatur airlaut =150C

Tentukan /hitung tahanan totalkapal !Metric- Unit

1st

Penyelesaian:Contoh Perhitungan Dengan m etoda Froude:

825.1SVRF

dimana:=Tahanan gesek (kggaya)=Luas permukaan basah (m2)=Kecepatan (m/dt)=Berat jenis air(kg/m3)=Koefisien tahanan gesek

untuk temperatur 150C

FR

S

V

f

L

68.2

258.01392.0

=

faktor koreksi koefisien tahanan gesek untuk temperatur berbeda dengan 150C:

Skala panjang gelombang model:

TL

T

150043.0168.2

258.01392.0150043.01'

5.22367.6

25.143

M

S

L

L

Metric- Unit1st


7/13

9/20/2012

7

Penyelesaian:

(Contd) Luas basah penampang model:


m2

Modeldan kapal dibuat dengan bilangan Froude yangsama:

m/dt

(a) Tahanan gesek model(modelFroude):

1510.75.22

.22

SMS

2298.85.22735.122

MSM

M

S

S VVgL

V

gL

V

825.1

MM

MM

FM VSR

Koefisien tahanan gesek model dihitung dengan formulaLeBesnerais

pada temperatur 100C:

TL

150043.0168.2

258.01392.0

10150043.01367.668.2

258.01392.0

M

0215.116772.0 xM 1713.0MMetric- Unit

1st

Penyelesaian:

(Contd)

Tahanan gesek model adalah:


(b)Tahanan sisa model:

825.1

1000 MM

MMFM VSR

825.1375.1151.71000

1713.01000x

xRFM

kgRFM 349.3

RMFMTM RRR

kg021.1349.3370.4 FMTMRM RRR

(c)Tahanan gesek untuk kapal :

2

2

1MMM

RMRM

VS

RC

825.1

1000 SS

SS

FS VSR

Metric- Unit1st


8/13

9/20/2012

8

Penyelesaian:

(Contd) Koefisien tahanan gesek model dihitung dengan formulaLeBesnerais

ada tem eratur 150C:


Tahanan gesek model adalah:

LS

68.2

258.01392.0

25.14368.2

258.01392.0

S

00177.01392.0 xS

14097.0S

825.1

1000 SS

SS

FS VSR

14097.01025x

(d)

Tahanan sisa kapal :

Modeldibuat berdasarkan bilangan Froudeyangsama,maka:

.2298.82.36201000

xRFS

kgRFS 24500

2

2

1MMM

RM

RMRS

VS

RCC

Metric- Unit1st

Penyelesaian:

(Contd) Tahanan sisa kapal :


SSS VS 2

21

(e)Tahanan totalkapal :

RM

MMM

SSSRSRSVS 2

..2

.

kg11925.6=kg594.11925021.1.5.22.1000

1025 3

RSR

kgRRR FSRSTS 594.3642524500594.11925

Metric- Unit1st


9/13

9/20/2012

9

Diketahui data

kapal dan model

sebagai berikut:


Kapal Model

Darihasil percobaan didapat:

Kecepatan model =3,5knot

WL , ,B(ft) 50,853T

(ft) 16,404

Luas penampang basah (ft2) 25598,00Kerapatan massa fluida 1,9905 1,9384

Tahanan totalmodel =7,4lbs

Temperatur airtangki =650 F

Tentukan /hitung tahanan totalkapal !

British- Unit1st

Penyelesaian: Skala panjang model= = =20


4,20408

Luas penampang basah model=

Modeldan kapal dibuat dengan bilangan Froudesama:

222 995,63

2025598 ft

SS Sm

knotVVgL

V

gL

VmS

m

m

S

S 65,1520.5,3

2

(a)Tahanan Gesek Model(modelfroude)

Koefisien tahanan dihitung dengan formulaLeBesnerais pada

temperature550F:

825,1.. mmmFm VSfR

010525,04,208,8

053,000871,0

8,8

053,000871,0

m

mL

f

British- Unit1st


10/13

9/20/2012

10

Penyelesaian:

(Contd) Temparature airtangki =650 F


00 Maka,koefisien tahanan gesek pada 650 Fadalah:

Tahanan gesek modeladalah:

(b)Tahanan sisa model:

,,

010273,010525,0%4,2%100 mf

lbsRFm 468,65,3995,63010273,0 825,1

RmFmTm RRR

Koefisien tahanan sisa model:

British- Unit

lbs932,0468,64,7 FmTmRm RRR

2

2

1mmm

Rm

Rm

VS

RC

1st

Penyelesaian:

(Contd)(c)Tahanan gesek kapal RFs


825,1

Temperatur perairan tempat operasi kapal =590 F

koreksi koefisien tahanan gesek

Sehingga,Tahanan gesek kapal :

sssFs

008837,04088,8

053,000871,0

8,8

053,000871,0

s

sL

f

96,0%555924,0 00 FF 008752,0008837,0%96,0100 xFs

lbsR 24339096515255980087520 825,1

(d)

Tahanan sisa kapal RRs Modeldibuat berdasarkan bilangan Froudeyangsama,maka:

British- Unit

s

2

2

1mmm

Rm

RmRs

VS

RCC

1st


11/13

9/20/2012

11

Penyelesaian:

(Contd) Tahanan sisa kapal:


2

(e)Tahanan totalkapal RTS

lbs4,7656932,0201,9384

1,9905

2

3

2

em

m

S

m

S

m

S

SSSRSRs RVS

VSCR

lbs64,4156524,339094,7656 FSRSTS RRR

British- Unit1st

Perhitungan Tahanan

Kapal dengan Metode

Metoda ITTC 1957

1st


12/13

9/20/2012

12

Metoda ITTC

1957

adalah metoda yang

didasarkan pada asas Froude dan gariskorelasi modelkapal ITTC1957.

sebagai:

Koefisien tahanan totalmodel

210 2log075,0

RnCF

TmC

F

1st

ditentukan dari pengujian di tangki

percobaan dan dengan rumus berikut:

2

2

1mmm

Tm

Tm

VS

RC

tahanan total model

kecepatan maju model

luas permukaan basah model

massa jenis fluida tangki percobaan.

Koefisien tahanan sisa modeladalah:

Untuk pengujian modeldengan angka FroudeFmTmRm CCC Koefisien penambahan tahanan

dianggap bervariasi terhadap

ukuran kapal sebagai berikut:

yangsama engan apa ,

Koefisien tahanan totalkapal yangpermukaannya mulus adalah:

RmRS CC

RMFSTSS CCC

Banyak galangan kapal yangmenggunakan koefisien

penambahan tahanan dengan

nilai tetap,yaitu 0,4x103.

sp acemen A1,000 t 0,6 x 10-3

10,000 t 0,4 x 10-3

100,000 t 0

1,000,000 t -0,6 x 10-3

1st

ARmFSTS CCCC

koefisien penambahan tahanan untuk

korelasi model-kapal yang juga

memperhitungkan pengaruh kekasaran

permukaan model.


13/13

9/20/2012

13

tahanan froud dan ittc 1957

Documents