desain ulang kapal perintis 200 dwt untuk...
TRANSCRIPT
Sidang Tugas Akhir (MN 091382)
DESAIN ULANG KAPAL PERINTIS 200 DWT UNTUK MENINGKATKAN PERFORMA KAPAL
Oleh : Galih Andanniyo 4110100065
Dosen Pembimbing :Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc., Ph.D.
Jurusan Teknik PerkapalanFakultas Teknologi KelautanInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya2014
7/10/2014 1
LatarBelakang
SOLUSI
Problem : KG Terlalu Tinggi Stabilitas Buruk
JANGKAPANJANG:DesainUlang
SEMENTARA:PemberianBallastTetap
Payloadberkurang Stabilitasbaik&Payloadmemenuhi
7/10/2014 2
Kapal Perintis 200 DWT Telah dibangun
BatasanMasalah
• Analisateknisyangdilakukanmeliputitahanan,stabilitas,titikberat,pembuatanrencanagarisdanrencanaumum
• Masalahteknis(perancangan)yangdibahashanyasebatasconceptdesign
7/10/2014 3
MaksuddanTujuan
Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk mendapatkan desain kapal perintisyang memiliki stabilitas yang baik sesuai dengan kriteria Intact StabilityCode.
Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :a. Merubah ukuran utama kapalb. Membuat model kapalc. Membuat Rencana Garis dan Rencana Umum
7/10/2014 4
Manfaat
1. Sebagai referensi bagi Kementrian Perhubungan Republik Indonesiadan Galangan dalam membangun kapal perintis serupa di masa yangakan datang.
2. Sebagai referensi bagi konsultan dalam mendisain kapal sejenis dimasa yang akan datang.
3. Menambah wawasan penulis dan calon peneliti selanjutnya sehingganantinya dapat dikembangkan.
7/10/2014 5
Hipotesis
Stabilitas kapal perintis 200 DWT dapat diperbaiki dengan menambahtinggi dan atau lebar kapal.
7/10/2014 6
StudiLiteratur
STABILITASKAPAL
Stabilitasstatiskapaltergantungdarifaktorberatdanfaktorbentukkapal.
FaktorBeratdipengaruhiolehletaktitikGravity(G)FaktorBentukkapaldipengaruhiolehletaktitikBuoyancy(B).
GZ=KN– KG.Sinθ
7/10/2014 7
Metodologi
7/10/2014 8
Menentukan Ukuran Utama Model
Studi Literatur Mengenai Rumusan Masalah Untuk Melakukan Desain
Pengumpulan Data Kapal
Menentukan Rasio Ukuran Utama
Menghitung Titik Berat
Analisa Stabilitas, Hambatan dan Periode
Oleng KapalTIDAK
YA
MULAI
General Arrangement
Kesimpulan dan Saran
SELESAI
Pembuatan Model
7/10/2014 9
DATA PENUNJANG TUGAS AKHIR
KondisiEksistingKapalPerintis200DWT
• Panjangseluruhkapal(LOA) = 44.30 m• Panjangantargaristegak(LPP) = 39.90 m• Lebar(B) = 09.00 m• Tinggi(H) = 03.60 m• Sarat(T) = 02.30 m• Cb = 0.58
KAPALKOSONG = 380.334 tonKG = 4.888 mKM = 4.745 mGM=KM‐ KG = ‐0.144 m
7/10/2014 10
KETERANGAN WEIGHT (ton)
LCG (m)
MOMENT (ton.m)
KG (m)
MOMENT (ton.m)
DISPLACEMENT KAPAL SAAT PERCOBAAN
560.477 20.098 11264.458 3.661 2,052.18
KOREKSI PENAMBAHAN BEBAN 2.1 10.5 22.05 6.652 13.97JUMLAH 562.577 20.062 11286.508 3.672 2066.146KOREKSI PENGURANGAN BEBAN 182.243 25.64 4672.781 1.135 206.936KAPAL KOSONG 380.334 17.389 6613.727 4.888 1859.21
1.UkuranUtama
2.DataIncliningTest
KondisiEksistingKapalPerintis200DWT
7/10/2014 11
3.GeneralArrangement
7/10/2014 12
DESAIN ULANG
7/10/2014 13
1.MenentukanRasioKapal
DWT B H L L/B B/H L/H
1 SABUK NUSANTARA 44 600 14.00 6.20 68.50 4.89 2.26 11.05
2 SABUK NUSANTARA 27 500 12.00 4.20 51.50 4.29 2.86 12.26
3 SABUK NUSANTARA 28 650 12.00 4.50 58.50 4.88 2.67 13.00
4 SABUK NUSANTARA 29 500 12.00 4.20 51.80 4.32 2.86 12.33
5 SABUK NUSANTARA 31 450 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70
6 SABUK NUSANTARA 32 450 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70
7 SABUK NUSANTARA 33 450 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70
8 SABUK NUSANTARA 34 450 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70
9 SABUK NUSANTARA 35 750 12.00 4.50 53.50 4.46 2.67 11.89
10 SABUK NUSANTARA 37 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70
11 SABUK NUSANTARA 38 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70
12 SABUK NUSANTARA 39 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70
13 SABUK NUSANTARA 40 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70
14 SABUK NUSANTARA 41 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70
15 SABUK NUSANTARA 42 600 14.00 6.20 68.50 4.89 2.26 11.05
16 SABUK NUSANTARA 43 600 14.00 6.20 68.50 4.89 2.26 11.05
17 SABUK NUSANTARA 44 750 12.00 4.50 53.50 4.46 2.67 11.89
18 PAPUA BARU 600 12.00 6.00 63.00 5.25 2.00 10.5019 PAPUA SATU 464 7.60 5.30 44.67 5.88 1.43 8.4320 PAPUA DUA 464 7.60 5.30 44.67 5.88 1.43 8.4321 PAPUA TIGA 787 14.20 4.50 58.00 4.08 3.16 12.8922 PAPUA EMPAT 203 8.00 5.20 36.60 4.58 1.54 7.0423 PAPUA LIMA 530 12.50 4.50 51.00 4.08 2.78 11.33
Dimensi RasioNO Nama Kapal Dari table di samping dapat disimpulkan:
Rasio L/B untuk kapal perintis ada pada rentang 4.08 - 5.88
Rasio B/H untuk semua kapal ada pada rentang 1.43 - 3.16
Rasio L/H untuk semua kapal ada pada rentang 7.04 - 15.7
NO MODEL L B HRATIO
KeteranganL/B B/H L/H
1 EXISTING 44.30 9 3.6 4.9 2.5 12.3 Memenuhi
2 MODEL 1 44.30 9 4 4.9 2.3 11.1 Memenuhi
3 MODEL 2 44.30 9 4.5 4.9 2.0 9.8 Memenuhi
4 MODEL 3 44.30 10 3.6 4.4 2.8 12.3 Memenuhi
5 MODEL 4 44.30 10.5 3.6 4.2 2.9 12.3 Memenuhi
6 MODEL 5 44.30 10 4 4.4 2.5 11.1 Memenuhi
7 MODEL 6 44.30 10.5 4.5 4.2 2.3 9.8 Memenuhi
7/10/2014 14
2.MenentukanUkuranUtama
PenambahanTinggiKapal
PenambahanLebarKapal
PenambahanTinggi&Lebar Kapal
Model1.Lpp =41.496 mB =9.000 mH =4.000 mKG1 =KG0 +(1/4xpenambahantinggi)
=4.888+(1/4x0.4)=4.888+0.1=4.988m
4.1 Program :Maxsurf:1.Geometri (MaxsurfPro)2.Stabilitas (HydroMax)3.Hambatan (Hullspeed)
7/10/2014 15
3,6 m 4 m
9 m 9 m
3.Menghitungtitikberatsetiapmodelmodifikasi
4.PemodelanKapal
Maxsurf Pro‐ Input : Ukuran Utama‐ Out Put : Lines Plan
Hydromax‐ Input : Letak tangki‐tangki, Jenis dan jumlah Muatan,
VCG dan LCG Muatan, Lines Plan.‐ Output : Design 3D, analisa stabilitas berdasarkan IMO dalam
bentuk Table dan Kurva GZ.Hullspeed
‐ Input : Lines Plan, Daya Mesin, Metode‐ Out Put : Analisa tahanan dalam bentuk Table Dan Grafik
7/10/2014 16
Pemodelan1 (Geometri)
Pemodelan 2 (Stabilitas)
Pemodelan3(Tahanan)
7/10/2014 17
ANALISA
‐PerencanaanLoadCase
7/10/2014 18
1. Kondisi kapal dalam keadaan kosong tanpa consumable dan ballas(A1)
2. Kondisi stabilitas IMO
a. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan
penuh, dan tanpa pengisian tangki ballas (B1).
b. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan
50%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B2).
c. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan
10%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B3).
d. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan
penuh, dan tanpa pengisian tangki ballas (B4).
e. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan
50%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B5).
f. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan
10%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B5).
Keterangan :
- Full Load : Penumpang 100 % (114 orang) + 19 ABK
- Consumable : Tangki Bahan Bakar dan Tangki Air Tawar
1.Stabilitas
Inputdan OutputStabilitas
7/10/2014 19
(IMOInternationalCodeonIntactStability,2008)
7/10/2014 20
PemeriksaanStabilitasModel1
PemeriksaanTahananModel1(Hullspeed)
TahananTotal(Rt)Model1=33.97kN
No Kriteria IMO Unit Kondisi
A1 B1 B2 B3 B4 B5 B6
1 Area0to30 3.151 m.deg 0.301 3.024 0 0 3.081 0 3.081
2 Area0to40 5.157 m.deg 0.301 5.838 0 0 5.908 0 5.908
3 Area30to40 1.719 m.deg 0 2.814 1.116 3.438 2.828 1.094 2.828
4 MaxGZat30orGreater 0.2 m 0.001 0.348 ‐0.049 ‐0.222 0.346 ‐0.049 0.346
5 AngleofmaximumGZ 25 deg 22 49 21 21 21 21 49
Status FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL
7/10/2014 21
7/10/2014 22
MenentukanUkuranUtamaModelSelanjutnya
Pemodelan
MenghitungTitikBerat(KG)SetiapModel
1.Geometry2.Stabilitas3.Hambatan
DESAIN ULANG
ANALISA
Analisa
Model2(Lpp=39.90m,B=9.0m,H=4.50m)
Model3(Lpp=39.90m,B=10m,H=3.60m)
Model4(Lpp=39.90m,B=10.50m,H=3.60m)
A1 B1 B2 B3 B4 B5 B61 Area0to30 3.151 m.deg 0 2.317 0 0 2.414 0 02 Area0to40 5.157 m.deg 0 4.638 0 0 4.776 0 03 Area30to40 1.719 m.deg 0.58 2.32 1.852 4.252 2.361 1.852 4.2684 MaxGZat30orGreater 0.2 m ‐0.056 0.335 ‐0.097 ‐0.275 0.337 ‐0.097 ‐0.2975 AngleofmaximumGZ 25 deg 21 59 21 21 59 21 21
Status FAIL FAIL FAIL FAIL PASS FAIL FAIL
No Kriteria IMO UnitKondisi
A1 B1 B2 B3 B4 B5 B61 Area0to30 3.151 m.deg 8.642 10.099 5.56 3.458 10.202 5.56 3.52 Area0to40 5.157 m.deg 12.923 17.286 8.728 4.362 17.402 8.728 4.3513 Area30to40 1.719 m.deg 4.281 7.186 3.168 0.904 7.218 3.168 0.8524 MaxGZat30orGreater 0.2 m 0.458 0.76 0.331 0.151 0.762 0.331 0.1495 AngleofmaximumGZ 25 deg 29 43 31 24 43 31 23
Status PASS PASS PASS FAIL PASS PASS PASS
No Kriteria IMO UnitKondisi
A1 B1 B2 B3 B4 B5 B61 Area0to30 3.151 m.deg 13.515 14.136 10.015 8.247 14.259 10.015 8.3222 Area0to40 5.157 m.deg 20.791 23.878 15.957 12.089 24.043 15.957 12.1313 Area30to40 1.719 m.deg 7.276 9.741 5.942 3.843 9.783 5.942 3.8094 MaxGZat30orGreater 0.2 m 0.741 1.025 0.601 0.427 1.028 0.601 0.4265 AngleofmaximumGZ 25 deg 32 43 34 28 43 34 27
Status PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS
No Kriteria IMO UnitKondisi
7/10/2014 23
Stabilitas setiapmodelpadasemuakondisipembebanan(loadcase)
Analisa
Model5(Lpp=39.90m,B=10m,H=4.0m)
Model6(Lpp=39.90m,B=10.50m,H=4.50m)
A1 B1 B2 B3 B4 B5 B61 Area0to30 3.151 m.deg 8.642 10.099 5.56 3.458 10.202 5.56 3.52 Area0to40 5.157 m.deg 12.923 17.286 8.728 4.362 17.402 8.728 4.3513 Area30to40 1.719 m.deg 4.281 7.186 3.168 0.904 7.218 3.168 0.8524 MaxGZat30orGreater 0.2 m 0.458 0.76 0.331 0.151 0.762 0.331 0.1495 AngleofmaximumGZ 25 deg 29 43 31 24 43 31 23
Status PASS PASS PASS FAIL PASS PASS PASS
No Kriteria IMO UnitKondisi
A1 B1 B2 B3 B4 B5 B61 Area0to30 3.151 m.deg 13.515 14.136 10.015 8.247 14.259 10.015 8.3222 Area0to40 5.157 m.deg 20.791 23.878 15.957 12.089 24.043 15.957 12.1313 Area30to40 1.719 m.deg 7.276 9.741 5.942 3.843 9.783 5.942 3.8094 MaxGZat30orGreater 0.2 m 0.741 1.025 0.601 0.427 1.028 0.601 0.4265 AngleofmaximumGZ 25 deg 32 43 34 28 43 34 27
Status PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS
No Kriteria IMO UnitKondisi
7/10/2014 24
Stabilitas setiapmodelpadasemuakondisipembebanan(loadcase)
Analisa
Tahanan (Rt) Model2=33.91 kN
Tahanan (Rt) Model3=35.87 kN
7/10/2014 25
Tahanan setiapmodel (Hullspeed)
Analisa
Tahanan (Rt)Model4=36,43kN
Tahanan (Rt)Model5 =35,95 kN
7/10/2014 26
Tahanan setiapmodel (Hullspeed)
Analisa
Tahanan(Rt)Model6 =36,43kN
7/10/2014 27
Tahanan setiapmodel (Hullspeed)
Analisa
T = 0.44 x B / √GM
7/10/2014 28
Model Kapal
GM (m)
Periode Oleng(s)
Model 1 0.27 47.3
Model 2 0.34 42.3
Model 3 0.59 38
Model 4 0.84 31
Model 5 0.73 36
Model 6 0.63 32
Model 1 0.27 47.3 800 33.97 Fail
Model 2 0.34 42.3 800 33.91 Fail
Model 3 0.59 38 800 35.87 Fail
Model 4 0.84 31 800 36.43 Pass
Model 5 0.73 36 800 35.95 Fail
Model 6 0.63 32 800 36.52 Pass
Resistance (KN)
StabilitasModel KapalGM (m)
Periode (s)
Power (hp)
PeriodeOleng
Model IV Lpp = 39.90 m, B = 10.5 m, H = 3.60 m
RangkumanAnalisa
7/10/2014 29
H A S I L
Model IV Lpp = 39.90 m, B = 10.5 m, H = 3.60 m
7/10/2014 30
1.Lines Plan
Hasil
7/10/2014 31
2. General Arrangement
Kesimpulan
• Ukuran Utama Optimum yang didapat dari pengerjaan Tugas Akhir ini adalah model
kapal IV dengan LOA= 44.30 m, LPP= 39.90 m, B= 10.5 m dan H=3.6 m.
• Model kapal IV pada kecepatan 11 knot menghasilkan tahanan sebesar 36.43 kN,memiliki periode oleng sebesar 31 detik dan memenuhi kriteria stabilitas (IMOInternational Code on Intact Stability, 2008 ).
• Model kapal IV dipilih sebagai model kapal terbaik karena memenuhi kriteria stabilitas
(IMO International Code on Intact Stability, 2008 ) dan memiliki periode oleng lebih baik
dari kapal eksisting.
7/10/2014 32
TERIMAKASIH
7/10/2014 33
7/10/2014 34
7/10/2014 35
RangkumanPerhitunganTitikBerat
7/10/2014 35
TitikBeratModel2Lwl : 41.496 mB : 9 mH : 4.5 mKG2 : KG0 +(1/4xpenambahantinggi)
: 4.888 + (1/4 x 0.9)4.888 + (0.225)
KG2 5.113 m
TitikBeratModel3Lwl : 41.496 mB : 10 mH : 3.6 m
KG0 : KG3Vol.3 Vol.0
4.888 :KG3
886.437 779.793
KG3 : 4.299 m
TitikBeratModel4Lwl : 41.496 mB : 10.5 mH : 3.6 m
KG0 : KG4Vol.4 Vol.0
4.888 :KG3
909.7583 779.793
KG4 : 4.189 m
TitikBeratModel5Lwl : 41.496 mB : 10 mH : 4 m
KG0 : KG5Vol.5 Vol.0
4.888 :KG5
962.707 779.793
KG5 : 3.96 m
TitikBeratModel6Lwl : 41.496 mB : 10.5 mH : 3.6 m
KG0 : KG6Vol.6 Vol.0
4.888 :KG5
1010.843 779.793
KG6 : 3.771 m
TitikBeratModel1Lwl : 41.496 mB : 9 mH : 4.0 mKG2 : KG0 +(1/4xpenambahan tinggi)
: 4.888 + (1/4 x 0.4)4.888 + (0.1)
KG2 4.89 m