Dokumen.tips Hambatan Kapal Resistence of Ship

8/18/2019 Dokumen.tips Hambatan Kapal Resistence of Ship

1/26

HAMBATAN KAPAL

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Tugas Akhir

Disusun Oleh:

Andri Firardi Utama

L0G 007 010

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK PERKAPALAN

PROGRAM STUDI DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG

2012

HAMBATAN KAPAL

Andri Firardi Utama


2/26

urusan Pr!gram "tudi Di#l!ma $$$ Teknik Perka#alan

Uni%ersitas Di#!neg!r!

Tahanan adalah gaya yang terjadi (dialami kapal), berbanding pangkat dua dengan

kecepatan kapal. Satuannya (SI) adalah Newton, lambang N. Dalam bidang penerbangan istilah tahanan disebut drag, sementara di laut sebagai resistance.Dalam merancang kapal, bentuk badan kapal diusahakan mempunyai tahanankapal yang rendah bila kapal bergerak diatas air. Sistem propeller kapal

/pendorong, mesin penggerak dan lambung kapal harus dirancang yang palingesien, yaitu jumlah energi yang diperlukan untuk propulsi kapal harus sekecilmungkin tapi harus mampu memenuhi kecepatan kapal rancang. !ecepatan kapalharus sesuai dengan daya mesin (penggerak) utama. "erkiraan daya (besar)mesinadalah berdasarkan (gaya) tahanan kapal.

Rumus Tahanan Kapal

R=0,5.CT .A.v 2.rho

Dimana # $ % &ambatan !apal (N)'T % !oesien Tahanan Total

% uas *idang *asah+ % elocity / !ecepatan !apal (m/s)rho % massa jenis air (kg/m- )

Hama!an Kapal "# Lau! T$nan%

&am'atan 'adan ka#al yang 'ergerak di (uida 'er#ermukaan 'e'as) *adan

ka#al 'ila 'ergerak di suatu (uida 'er#ermukaan 'e'as #ada k!ndisi tenang tidak

terganggu+ maka #ada saat 'ergerak akan menim'ulkan gel!m'ang sehingga

'adan ka#al akan mengalami ham'atan ka#al, tahanan ka#al laut)

ambar "ergerakan !apal yang emicu elombang

Fluida dalam ilmu -sika di'agi menjadi dua+ yaitu:

. RESISTEN&E OF SHIP

http://kapal-cargo.blogspot.com/2011/01/propulsi-kapal-propulsi-water-jet-kapal.htmlhttp://kapal-cargo.blogspot.com/2011/01/propulsi-kapal-propulsi-water-jet-kapal.html


3/26

1) Fluida ideal adalah (uida angga#an /#enyederhanaan+ misalnya kekentalan

dia'aikan untuk kemudahan dalam #enyelesaian masalah) "ering juga

aliran (uida diangga# #artikel air tidak mam#u mam#at (incompressible

dan tak 'er!tasi (irrotational))2' Fluida real adalah (uida yang se'enarnya+ air laut dan air sungai memiliki

kekentalan+ Dalam #erhitungan gaya (uida terhada# 'enda+ denganmem#erhitungkan kekentalan maka #erhitungan /#ersamaan le'ih #anjang

, rumit+ akan teta#i hasil akan le'ih teliti di'anding dengan (uida ideal)

K(mp(n$n Hama!an Kapal

• &am'atan Gesekan /F meru#akan ham'atan ka#al yang ditim'ulkan !leh

media (uida 'er%isk!sitas yang ikut terseret 'adan ka#al+ sehingga terjadi

0rictional 0orce)

• &am'atan Gel!m'ang /2 meru#akan ham'atan ka#al yang tim'ul aki'at

'ergeraknya ka#al) Da#at terjadi meski#un (uidanya ideal+ gaya yang terli'at

adalah #!tential 3!r4e)• &am'atan tekanan /P meru#akan ham'atan ka#al yang tim'ul aki'at

gerakan ka#al atau 'enda #ada (uida n!n5ideal /(uida yang 'er%isk!sitas

akan menim'ulkan gaya #ressure 3!r4es)

• &am'atan Udara /A meru#akan ham'atan ka#al yang tim'ul aki'at

'angunan atas ka#al (superstructure) yang tinggi dengan 'entuk tidak

streamline)

• &am'atan A#endi6 /APP meru#akan ham'atan ka#al yang tim'ul aki'at

adanya a##endages #ada lam'ung ka#al di 'aah garis air antara lain lunas

saya# (bilge keels)+ #enum#u #!r!s propeller + lu'ang *o1 Thruster )

Hama!an Kapal "$n%an B$$)apa K(n"#s#*

1) *ergerak di dalam (uida /Air Laut

Flu#"a #"$al + ham'atan t!tal 8 0

Flu#"a $),#s-(s#!as + ham'atan t!tal 8 ham'atan gel!m'ang 9

ham'atan tekanan

.) *ergerak di #ermukaan 'e'as /Gel!m'ang dan Udara

Flu#"a #"$al + ham'atan t!tal 8 ham'atan gel!m'ang 9 ham'atan udara

Flu#"a $),#s-(s#!as + ham'atan t!tal 8 ham'atan gel!m'ang 9

ham'atan gesekan 9 ham'atan tekanan 9 ham'atan udara

Hama!an T(!al .RT/ "an Hama!an S#sa .RR/

• T 8 F 9

• 8 29P9A9APP

P$n%$l(mp(-an Tahanan

RESISTEN&E OF SHIP

http://kapal-cargo.blogspot.com/2011/01/kapal-cargo.htmlhttp://kapal-cargo.blogspot.com/2011/01/kapal-cargo.html


4/26

Tahanan ka#al+ se'agai ka#al #ermukaan memiliki le'ih 'anyak k!m#!nen

di'andingkan #esaat ter'ang mau#un ka#al selam karena ka#al di#engaruhi !leh

air /laut dan udara) Dalam #erkiraan 'esarnya gaya tahanan+ ka#al le'ih rumit dari

#ada #esaat ter'ang dan ka#al selam) Terkait ketelitian #erhitungan+ tingkat

kete#atan tahanan ka#al le'ih rendah dari keduanya)

Gam'ar di 'aah menunjukkan aliran sekitar ka#al+ tur'ulen dan laminar+

yang ikut di#ertim'angkan dalam e%aluasi k!m#!nen tahanan+ karena ka#al ukuran

'esar aliran disekitarnya adalah tur'ulen)

ambar liran Transisi ir Sekitar !apal pada 2

"e4ara umum dikenal dua k!m#!nen+ yaitu k!m#!nen tahanan gesek+ dan

k!m#!nen tahanan sisa) ;!m#!nen #ertama adalah tunggal /tan#a su' k!m#!nen+

sementara tahanan sisa yang k!m#!nen utamanya adalah k!m#!nen tahan !m'ak+!leh gerak ka#al (1a+e making resistance) yang terjadi #ada ke4e#atan tinggi+

terdiri atas 'anyak su'k!m#!nen)

Tahanan t!tal 'erdasarkan tahanan #er dis#lasemen dan ke4e#atan #er akar

dari #anjang ka#al)

< RESISTEN&E OF SHIP


5/26

ambar !omponen Tahanan esek dan Tahanan Sisa

= RESISTEN&E OF SHIP


6/26

ambar !omponen Tahanan !apal engkap

!ur+a !oesien Tahanan !apal

> RESISTEN&E OF SHIP


7/26

P$)-#)aan P$)h#!un%an Tahanan Kapal

1' M$!("$ K($s#$n A"m#)al!

2' M$!("$ F)(u"$

Pada tahun 1?>?+ 2illiam Fr!ude mengirim mem!randum #erihal

34bser+ation an Suggestion on the Subyek o0 Determining by 56periment the

$esistance o0 Ship7 /Pengamatan dan "aran Mengenai Penentuan Tahanan;a#al Melalui Per4!'aan ;a#al 'hie0 'onstructor Angkatan Laut $nggris

/ Fr!ude+ 1@== )

Tahanan suatu ka#al terdiri dari tahanan gesek /F dan tahanan sisa /+

dimana:

1) Tahanan gesek /F dise'a'kan karena #engaruh %isk!sitas dan gaya

inersia).) Tahanan sisa / dise'a'kan karena #engaruh gaya gra-tasi dan gaya

inersia) adi tahanan sisa tidak tergantung #ada tahanan gesek)

Maka tahanan t!tal ka#al adalah:RTs RFs 3 RRs

Fr!ude mengangga# 'aha tahanan gesek 'enda 'er'entuk ka#al sama

dengan tahanan gesek #elat segi em#at yang mem#unyai luas 'idang 'asah

dan #anjang yang sama dengan luas 'idang 'asah dari ka#al terse'ut) $ni

'erarti #ermukaan 'asah ka#al /" dihitung se'agai #erkalian antara #anjang

ka#al dengan #anjang lengkung sisi 'adan ka#al /girth rata5rata)

7 RESISTEN&E OF SHIP


8/26

ambar Sketsa odel !on+ersi 8roude

ngka 8roude (8roude Number)

• Angka Fr da#at menjadi t!lak ukur dalam menentukan jenis ka#al a#akahdalam kateg!ri ka#al 4e#at dan ka#al n!n54e#at yang tentunya #emilihan

k!e-sien 'entuk ka#al dalam #eran4angan)

• Angka Fr tinggi akan masuk kateg!ri ka#al 4e#at+ sedangkan 'ila nilai Fr

rendah+ maka ka#al terse'ut masuk dalam kateg!ri ka#al n!n54e#at)

• Untuk ka#al 4e#at+ ham'atan yang d!minan adalah ham'atan gel!m'ang

2 sehingga F)

• Untuk ka#al n!n54e#at ham'atan yang d!minan adalah ham'atan

gerekan F sehingga #ada k!m#!sisi T+ F • Angka Fr dan angka n juga terkait dengan k!m#!nen5k!m#!nen

ham'atan ka#al+ yakni n terkait dengan k!m#!nen ham'atan gesekan+sedangkan Fr terkait dengan ham'atan gel!m'ang atau ham'atan sisa)

L.g

V Fr =

Dimana# 8r % ngka 8roude

% !ecepatan !apal (m/s)

% "ercepatan ra+itasi (9,:; m/s


9/26

ngka $eynold ($eynold Number)

v

L.V Rn=

Dimana $n % ngka $eynold % !ecepatan !apal (m/s) % "anjang !apal (m)+ % iskositas !inematis 8luida % ;,;::- 6 ;=>? m


10/26

6' M$!("$7ama%a!a

Met!de #erhitungan tahanan ka#al ini di#erkenalkan !leh Dr) Eamagata)Pada met!de ini 'anyak menggunakan diagram) Met!de Eamagata hanya

di#erhitungkan tahanan gesek dan tahanan sisa+ ;!e-sien tahanan sisa

ka#al sesungguhnya kemudian digam'arkan #ada diagram+ dan

meru#akan k!e-sien tahanan sisa ka#al dengan rati! *,L 8 0+1=0 dan

*,T 9 .+.=) ika harga *,L dan *,T tidak sesuai maka rasi! *,L dan *,T

harus dik!reksi)

Urutan #erhitungan Met!de Eamagata adalah se'agai 'erikut:

1) ;!e-sien tahanan sisa /r! ditentukan dari diagram yang meru#akan

3ungsi dari angka Fr!ude /Fn dan k!e-sien *l!k /')

.) A#a'ila rasi! *,L tidak sama dengan rasi! ka#al standar /*,L80+1=0 +maka k!e-sien resistan4e hasil #em'a4aan diagram harus dik!reksi

dengan menggunakan diagram)

) A#a'ila rasi! *,T tidak sama dengan rasi! ka#al standar /*,T 8 .+.=+

maka k!e-sien resistan4e hasil #em'a4aan diagram harus dik!reksi

dengan menggunakan diagram)



11/26

ambar !oesien Tahanan Sisa Antuk Standar &ull



12/26

ambar !oreksi Nilai */

ambar !oreksi Nilai */T

1. RESISTEN&E OF SHIP


13/26

K()$-s# La#n

;!reksi A##endages /

Pertam'ahan esistan4e /H

;,< untuk t1in scre1

=) Tahanan sisa /esidual esistan4e di#er!leh dengan #ersamaan:R = Cr. % ρ.V 2"&.V 2 .10'& (!N)

>) ;!e-sien tahanan gesek (8rictional $esistance 'oeBsient) ditentukan

dengan rumus "4h!enherr:

C = 0,)*& (10 og Rn'2,*

Dimana # Rn = V.L"

Aki'at kekasaran #ermukaan 'adan ka#al+ maka 3J

C- = 1,0) C

&am'atan gesek di#er!leh dari #ersamaan :

R = % ρ S V 2 10'& C- (!N)

Dimana# S % uas bidang basah kapal

% 1,05&L ! (1,22 T"! + 0,)* C + 0,/*5

7) Tahanan t!tal ka#al

Rt = Rr + R (!N)

?) Daya e3ekti3 ka#al (&")

= Rt V " /5 (&")



14/26

!oesien Tahanan Sisa Antuk &arga !oesien "rismatik C,=

1< RESISTEN&E OF SHIP


15/26

!oesien Tahanan Sisa Antuk &arga !oesien "rismatik C,

1= RESISTEN&E OF SHIP


16/26

!oesien Tahanan Sisa Antuk &arga !oesien "rismatik ,=

1> RESISTEN&E OF SHIP


17/26

!oesien Tahanan Sisa Antuk &arga !oesien "rismatik ,



18/26

!oesien Tahanan Sisa Antuk &arga !oesien "rismatik ?,=

1? RESISTEN&E OF SHIP


19/26

!oesien Tahanan Sisa Antuk &arga !oesien "rismatik ?,

1@ RESISTEN&E OF SHIP


20/26

!oesien Tahanan Sisa Antuk &arga !oesien "rismatik E,=

.0 RESISTEN&E OF SHIP


21/26

!oesien Tahanan Sisa Antuk &arga !oesien "rismatik E,

.1 RESISTEN&E OF SHIP


22/26

!oesien Tahanan Sisa Antuk &arga !oesien "rismatik :.=

=) P$)h#!un%an Tahanan D$n%an M$!("$ H(l!)(p8M$nn$n

.. RESISTEN&E OF SHIP


23/26

Pada 'e'era#a met!de #erhitungan ham'atan ka#al terda#at

#eninjauan yang 'erdasarkan suatu kese#akatan+ se#erti #ada

#engestimasian nilai ham'atan haluan gem'ung yang hanya meninjau

haluan gen'ung terse'ut se4ara ter#isah) Atas dasar itulah )&!ltr!# dan

G)G))Mennem mem'uat suatu met!de yang mengandalkan kete#atan

#erhitungan dengan #engam'ilan data dan #eng!lahannya se4ara statisti4yang kemudian dikenal dengan 3etode "rediksi Daya 50ekti0 Statistik7 atau

disingkat 3etode Tahanan !apal Statistik7 )

*erdasarkan 'uku resistance and propulsion o0 ship+ tahanan t!tal yang

terjadi #ada se'uah ka#al da#at dihitung dengan memakai rumus K

RT = % ρ V 2 S CT (kg)

Dimana F $T % tahanan total kapal (kg)

'T % koesien tahanan total

G0 % massa jenis @uida (kg/m- )

% kecepatan kapal (m/s)

S % luas bidang basah (m


24/26

( )

−

××+−=

1C )

LC0,0*C1LL

C!

R

Dimana # $ % panjang bagian kapal yang menngalami tahanan langsung

(m)"" % panjang kapal (m)'" % koesien prismatic horiHontal'* % presentase letak titik tekan

4) Perhitungan harga 3akt!r lam'ung /1 9 ; 1

Fakt!r lam'ung yang mem#erlihatkan hu'ungan tahanan %isk!sitas

'entuk Lam'ung dengan tahanan gesek da#at di4ari dengan

#ersamaan:

( )0,*0)2)/

0,&*)3*&

4L

0,1215*&

R

4L

0,)*10*

4L

1,0*30*

4L

R C1 "

#

L

L

L

L

T

L

!0,)3/1130,5&L −

×

×

×

×+=

.) Perhitungan tahanan gesek /F ditentukan dengan #ersamaan :

6 (1CSV 2

ρR 1F

2

SF +××××=

Dimana : G0 % massa jenis @uida

% ;=C,; kg/m- (air laut)

% ;=;,9? kg/m- (air ta1ar)

S % luas permukaan basah (m


25/26

Tabel "enentuan &arga 8aktor *agian Tambahan


26/26

7CT !

TS A0,31

5

××

×−=

=) Perhitungan tahanan tekanan tam'ahan dari haluan gem'ung dekat

#ermukaan air /* da#at dihitung dengan #ersamaan:

( )

+

×××=

−

2

&

:

&

&2

!Fn1

Fn;

e

A!T gρ0,11R

>) Perhitungan tahanan tam'ahan aki'at adanya trans3!rm yang

ter'enam/ T+ da#at dihitung dengan #ersamaan:

( )6 TS2

TR C0,21 AV ρ 0,5R −××××=

Dimana :

C(!! Ag2

V C

4L

TS

S6

×+

××

=

7) Perhitungan tahanan aki'at k!relasi m!del ka#al /M

Penentuan harga tahanan aki'at k!relasi m!del /M da#at dilakukan

dengan menggunakan #ersamaan:

<

2

s

7CSV 2

ρR

×××=

Dimana # $ % tahanan korelasi model

G0 % massa jenis @uida (kg/m- )s % kecepatan kapal (m/s

S % luas bidang basah kapal (m

Documents

Dokumen.tips Hambatan Kapal Resistence of Ship