MERANCANG PROPELLER
1. Pemilihan Propeller
Pada waktu memilih propeller untuk kapal ikan harus diperhatikan hal-hal penting seperti di bawah ini :
· Menentukan apakah kapal ikan ini akan memiliki sebuah propeller atau lebih.Pada umumnya hanya sampai dua propeller.Ini tergantung dari sarat kapal ikan tersebut dan diameter propeller maksimum yang akan dipasang.
· Jumlah daun propeller tidaklah terlalu penting tapi sebuah propeller dengan empat daun lebih baik dari propeller dengan 3 daun,lebih-lebih jika diameter propeller dibatasi ukurannya.
· Untuk mendapatkan angka efisiensi propeller yang baik,untuk maju maupun mundur disarankan memilih potongan daun yang berbentuk lensa dan daun-daun tegak lurus pada poros.
· Perbandingan bidang daun (Blade area ratio) harus dipilih sebesar mungkin guna menghindari terjadinya kavitasi dan juga untuk mendapatkan dorongan propeller yang besar pada kondisi pelayaran.
· Perbandingan spud (pitch ratio) harus ditentukan untuk dorongan propeller maksimum pada kecepatan servis.
· Perputaran propeller harus dipilih sedemikian rupa sehingga perbandingan spud dapat dipertahankan.
· Peninjauan kekuatan propeller
Bagaimanapun baiknya susunan badan kapal dan instalasi mesin yang direncanakan tetapi jika memilih propeller yang salah kebaikan diatas tidak ada gunanya pada pembangunan sebuah kapal ikan.
2. Perhitungan
a. Perhitungan propeller
Diketahui : T = 1.37 m, v = 8 knot (4.1152 m/s), Cb = 0.49 , Nw = 55 PS, n (RPM) =293.5, n(rps) = 4.892
· Diameter Propeller (D)
D = 0.7 x T
= 0.7 x 1.37
= 0.959 m
· Putaran propeller
menurut admiralty, putaran propeller :
= 14.73 m/s
· Kecepatan masuk air dalam Propeller (ve)
ve = v (1 – ψ)
ψ (arus ikut) = (0.5 x Cb) – 0.05
= (0.5 x 0.49) – 0.05
= 0.195
· Advance of speed
Ve = (1 – ψ) x Vs
= (1 – 0.195) x 8
= 6.44 knot (3.313 m/s)
· Gaya dorong
T =
Dimana R tot = hambatan total (959.25 Kg)
t = factor thrust deduction
t = k x ψ (dengan k = 0.582)
= 0.582 x 0.195 = 0.113
Sehingga,
T = = 1082.048 Kg
· Jumlah daun Propeller
jumlah daun propeller ditentukan oleh nilai Kd dan Kn, dengan ketentuan sebagai berikut:
· bila Kd ³ 2 dan,
· bila Kn ³ 1
maka daun propeller berjumlah 3. Tetapi bila kedua nilai tersebut lebih kecil dari ketentuan, maka daun propeller berjumlah 4.
Untuk kapal rancangan :
Kd = = 0.959 x 3.313 x = 0.988
Kn = = = 0.108
karena Kd < 2 dan Kn < 1 maka propeller menggunakan 4 daun.
Untuk ini kita pilih propeller tipe B ; Z = 4, Fa/F = 0.40, Fa/F = 0.55, Fa/F = 0.70 Nw ᴧ diagram untuk ini adalah gambar No. VI.
Pn = = = 0.613
· Untuk propeller tipe B ; Z = 4, Fa/F = 0.40
Cari titik potong Pn = 0.613 dengan untuk Pn = tetap dan sekarang kita dapat :
Hasil Interpolasi Pn = 0.6133 (antara 0.6 dengan 0.7)
ᴧ = 0.555
H/D = 0.776
Ks = 0.145
D maks = = = 1.221 m
S = Ks . D4 . n2
= 0.145 x 1028 x 1.2214 x 4.8922
= 7904.41 N
ɳp = = = 0.647
· Untuk propeller tipe B ; Z = 4, Fa/F = 0.55
Cari titik potong Pn = 0.6133 dengan untuk Pn = tetap dan sekarang kita dapat :
Hasil Interpolasi Pn = 0.613 (antara 0.6 dengan 0.7)
ᴧ = 0.5799
H/D = 0.8514
Ks = 0.161
D maks = = = 1.168 m
S = Ks . D4 . n2
= 0.161 x 1028 x 1.1684 x 4.8922
= 7356.585 N
ɳp = = = 0.602
· Untuk propeller tipe B ; Z = 4, Fa/F = 0.70
Cari titik potong Pn = 0.613 dengan untuk Pn = tetap dan sekarang kita dapat :
Hasil Interpolasi Pn = 0.613 (antara 0.6 dengan 0.7)
ᴧ = 0.574
H/D = 0.865
Ks = 0.161
D maks = = = 1.179 m
S = Ks . D4 . n2
= 0.161x 1028 x 1.179 4 x 4.8922
= 7669.74 N
ɳp = = = 0.628
Jadi kesimpulannya :
Series
|
ᴧ
|
H/D
|
Ks
|
D maks
|
S
|
ɳp
|
Z : 4, Fa/F : 0.40
|
0.5548
|
0.7755
|
0.1447
|
1.221
|
7904.41
|
0.647
|
Z : 4, Fa/F : 0.55
|
0.5799
|
0.8514
|
0.1608
|
1.168
|
7356.585
|
0.602
|
Z : 4, Fa/F : 0.70
|
0.5742
|
0.8646
|
0.1611
|
1.179
|
7669.74
|
0.628
|
· Perhitungan tekanan statis (p-pv)
Tekanan statis yang bekerja pada poros baling-baling sebagai akibat adanya tekanan hidrostatis dan tekanan dari uap air, dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :
1. Draf kapal T = 1.37m
2. Tinggi poros terhadap base line h1 = 0.4 x T = 0.548 m
3. Tinggi gelombang ( 0,5%Lpp ) h2 = 0.0745 m (+)
4. Tinggi tekan di atas poros h = T – (h1 + h2) = 0.7475 m
5. Tekanan hidrostatik pada sumbu poros Po = h x 1025
= 766.188 kg/m2
6. Tekanan udara (P udara) = 10300 kg/m2 (+)
7. Tekanan uap (P uap) = 200 kg/m2 (-)
8. ( p-pv ) = Po + P udara + Pup
= 10866.188 kg/m2
· Perhitungan Kavitasi
Dalam perencanaan suatu propeller haruslah diperkirakan akan terjadinya apa yang disebut kavitasi. Kavitasi terjadi jika pada suatu elemen daun, bila mana tekanannya turun sampai pada “Saturated Water Vapour” pada temperature setempat, maka ditempat tersebut akan timbul butir-butiran kecil kavited seperti uap (vapour cavities). Butiran-butiran itu akan lepas dari tempat terjadinya, akan tetapi begitu meninggalkan tempatnya semula karena tekanannya terlalu besar untuk daerah sekelilingnya, maka butiran-butiran tersebut akan pecah, untuk kemudian disusul oleh butiran-butiran kavitet yang lain dengan kejadian yang sama pula dan demikian untuk seterusnya.
Pecahnya butiran-butiran kavitet akan menimbulkan suatu gaya. Walaupun gaya itu kecil, maka bekerja pada suatu titik yang kecil pula, maka tegangan yang terjadi pada daun propeller cukup tinggi. Akibat pecahnya butiran kavitet tersebut akan menyebabkan permukaan daun baling-baling rusak. Peristiwa inilah merupakan sebab utama timbulnya erosi pada permukaan daun propeller. Jika akibat erosi yang disebabkan kavitasi terlalu besar/berat, maka dapat menyebabkan daun propeller rusak dan kemudian patah.
Sehingga untuk perencanaan propeller adalah sangat penting untuk mengusahakan resiko kavitasi sekecil mukin. Perhitungan kavitasi dapat mengikuti perhitungan blade area ratio Fa/F minimum untuk kepastian propeller yang mana kavitasi tidak akan terjadi.
Untuk perhitungan ini menggunakan data diagram Nw yang berseri B 4-40, B 4-55 dan B 4-70 dengan Pn = 0.613
a. Menentukan konstanta kavitasi
=
Series
|
D maks
|
R
| |
Z : 4, Fa/F : 0.40
|
1.221
|
0.610328322
|
1.088256
|
Z : 4, Fa/F : 0.55
|
1.168
|
0.583921353
|
1.184509
|
Z : 4, Fa/F : 0.70
|
1.179
|
0.589717956
|
1.162354
|
b. Perhitungan kavitasi
v Untuk propeller tipe B ; Z = 4, Fa/F = 0.40
Didapat dari perhitungan diagram wageningen Koefisien daya dorong nya adalah = 1.088 dan τc = 0.236
Fp’ =
=
= 0.112 m2
=1.067 – 0.229
= 0.928
= 0.40
F = = 0.4678
Fa = 0.40 x 0.4678 = 0.187 m2
= 0.928
Fp = 0.928 x 0.187 = 0.174 m2
v Untuk propeller tipe B ; Z = 4, Fa/F = 0.55
Didapat dari perhitungan diagram wageningen Koefisien daya dorong nya adalah = 1.185 dan τc = 0.246
Fp’ =
=
= 0.088 m2
=1.067 – 0.229
= 0.896
= 0.55
F = = 0.589
Fa = 0.40 x 0.589 = 0.324 m2
= 0.896
Fp = 0.896 x 0.324 = 0.290 m2
v Untuk propeller tipe B ; Z = 4, Fa/F = 0.70
Didapat dari perhitungan diagram wageningen Koefisien daya dorong nya adalah = 1.162 dan τc = 0.244
Fp’ =
=
= 0.07 m2
=1.067 – 0.229
= 0.896
= 0.55
F = = 0.764
Fa = 0.40 x 0.764 = 0.535 m2
= 0.896
Fp = 0.896 x 0.535 = 0.480 m2
Dari data diatas kenudian dibuat optimum propeller curve
Harga-harga Fp dan Fp’ yang didapat, di buat suatu grafik terhadap harga Fa/F. hasil perpotongan antar garis Fp Fp’ merupakan hasil dari harga Fa/F yang dikehendaki.
Dari hasil perhitungan ini maka diperoleh suatu rancangan suatu propeller dengan dimensi :
Diameter propeller Dp = 0.739 m
Pitch propeller H = 0.541 m
Pitch ratio = 0.732
Blade area ratio = 0.338
Effesiensi propeller = 0.673
Jumlah daun propeller z = 4
3. Kemiringan Daun Propeller terhadap Poros Propeller
Untuk Kapal ikan cakalang ini hanya menggunakan satu propeller, sehingga sudut kemiringannya antara 60 hingga 100 (diambil 60).
Ukuran kedudukan propeller dan kemudi dengan provilsteven
a = 0.06 – 0.08 D (diambil 0.08 D)
= 0.08 (0.739)
= 0.05912 m
b = 0.15 D
= 0.15 (0.739)
= 0.1109 m
c = 0.10 D
= 0.10 (0.739)
= 0.0739 m
d = 0.03 D
= 0.03 (0.739)
= 0.02217 m
e = 0.08 D
= 0.08 (0.739)
= 0.05912 m
2 komentar:
ger scan BP-diagram dong.. biar pada enak make BP-diagramnya
Min klo kapal tanker sudutnya berapa ya range nya
Post a Comment