Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259

LEMBAR PENGESAHAN Mata KuliahDESAIN KAPAL IV Engine Room Layout Engine Cooling Water System Oleh : Nama: A. RACHMIANTY AM Stambuk: D331 08 259 PROGRAM STUDI TEKNIK SISTEM PERKAPALAN Telah diperiksa dan disetujui oleh dosen pembimbing sebagai salah satu persyaratan untuk lulus mata kuliah tersebut diatas. Makassar,Mei 2012 Mengetahui, Dosen Pembimbing Ir. H. Zulkifly A. Yusuf MT. Nip : 19570112 198811 1 001 Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 LEMBAR PENILAIAN MATAKULIAHDESAIN KAPAL IV Nama: A. RACHMIANTY AM Stambuk: D331 08 259 PROGRAM STUDI TEKNIK SISTEM PERKAPALAN Berdasarkan penilaian Dosenmata kuliah Desain KapalIV adalah sebagai berikut : A B C DE Demikianlahpenilaianinidiberikanpadayangbersangkutandanuntuk digunakan sebagaimana mestinya. Makassar,Mei2012 Mengetahui Koordinator Dosen Pembimbing Baharuddin ST. MT. Ir. H. Zulkifly A. Yusuf MT Nip : 197202021998021001 Nip : 19570112 198811 1 001 Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 Daftar Isi -HALAMAN SAMPUL -LEMBAR PENILAIAN -LEMBAR PENGASAHAN -Daftar isi -Kata Pengantar -Bab IPendahuluan -Latar belakang -Tujuan dan manfaat -Sistematika penulisan -Bab II Landasan Teori -Penukar kalor -Klasifikasi penukar kalor -Sistem pendinginan -Mekanisme perpindahan kalor -Bab III Penyajian Data -Data kapal -Data main engine -Data cooler -Pengolahan data -Deskripsi rancangan -Bab IV Pengolahan Data -Laju aliran pompa air tawar pendingin pada mesin induk -Daya pompa air tawar -Diameter pipa air tawar pendingin mesin induk -Tangki ekspansi air tawar pendingin mesin -Diameter pipa dari ekspansi tank ke cooler -Pompa air laut pendingin mesin induk -Daya pompa air laut -Diameter pipa air laut pendingin mesin induk -Parameter STHE yang akan dingunakan berdasarkan data mesin -Bab V Kesimpulan -Lampiran- lampiran Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbilalamin.SegalapujibagiAllahTuhansemestaalam yangtelahmemberikankaruniadankehadiratnyakepadahambanya,karenadengan karunia_NyalahsehinggatugasPerancanganInstalasiPerpipaan,DesainKapal IV ini bisa diselesaikan dengan baik dan tepat pada waktuyang ditentukan. Banyak masalahyangdialamiselamapenyelesaiantugasini,diantaranyamasalahreferensi, biaya,danlainsebagainya.Namunakhirnyasemuamasalahtersebutbiasadiatasi denganketekukanan,adanyabimbingandariteman-temandandosensambilberdoa kepada Allah SWT sehingga tugas ini dapat diselesaikan. TugasinimerupakanpersyaratankelulusandarimatakuliahDesain KapalIVdanbanyakteman-temanmaupundosenyangikutmembantudalam menyelesaikantugasini.Olehkarenanyasayaingiinmengucapkanbanyakterima kasih khusunya kepada, -BapakBaharuddin,ST,MT.selakuketuaprogramstudisekaligusmerupakan coordinator tugas ini. -BapakIr. H.Zulkifly A. Yusuf MT. Selaku dosen pembimbing tugasyang telah memberikanbanyakbimbingandanmasukan-masukanbermanfaatselama pengerjaan tugas ini. Penulismenyadaribahwadalamtugasinimasihterdapatbanyak kekuranganyangmungkinmasihjauhdariharapanpembaca.Penulisjuga mengharapkantugasinidapatdimanfaatkandandijadikantambahanreferensi tentang bidang perkapalan khususnya system instalasi pendingin mesin di kapal. Penulismengharapkanlaporaninidapatbermanfaat,semogaAllahSWT senantiasa melimpahkan rahmat dan taufik-Nya kepada kita semua. Amin Ya Rabbal Alamin. Wassalam. Makassar,Mei2012 Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 BAB I PENDAHULUAN 1.1.LATAR BELAKANG Kapalmerupakansalahsatualattransportasilautyangpentingyang memilikibanyakjenissesuaidengankegunaannyamasing-masing,seperti kapal penumpang, kapal cargo, kapal tanker, dan kapal perang. Sebuah Kapal samadengantubuhmanusiayangmemilikiorgan-organdidalamnyaagar kapaltersebutbisaberjalansebagaimanayangdiharapkan.Dalam menjalankansebuahkapaldibutuhkanmesin-mesinkapal.Mesin-mesinini padaumumnyadiletakkandikamarmesindenganruanganterbatas.Instalasi mesin-mesin ini diperlukan suatu perancangan dan perawatanyang tepatagar tetap dapat bekerja menggerakkan kapal. Mesin-mesindikapalsepertimainengine,auxiliaryengine,dan perlengkapanlainnyaselaludilengkapiolehsuatuinstalasipipa.Khusunya untukmesinindukkapalyangbekerjaselama24jamsetiapharinyaketika berlayar,tentunyamengeluarkankalorataupanas.kaloryangberlebihpada mesin yang tidak sesuai dengan suhu yang diinginkan dapat merusak mesin itu sendiri.Sehinggadiperlukansuatusystempendinginmesinutama.System pendingin ini berfungsi untuk menjaga agar suhu mesin utama tetap pada suhu yang diinginkan. Sistempendingininidisertakandenganberbagaiperlengkapan terutamanyaadalahpipa.Pipamerupakanbagiandalamkapalyangjika dibandingkandengantubuhmanusia,pipaadalahsebuahpembuluhdarah. Sebagaipembuluhdarahdiataskapal,pipamenempatiposisiyangpenting yangperludiperhatikandenganbaik.Samahalnyadengandarah,pipa berfungsimengalirkanzatcair,uap,gasatauzatpadatyangdapatdialirkan seperti pasir, semen, dll. Namun, perlu adanya suatu instalasi perpipaan untuk menghubungkan dari satu tempat dan tempat lainnya. Sistempendinginanmesininimembutuhkansysteminstalasi perpipaan untuk dapat mengalirkan fluida yang diinginkan. untuk mengalirkan fluidatersebuttentunyadibutuhkanpompa,alatpenukarkalor,danperalatan lainnyasepertisaringandanlain-lainuntukmenjagaagarinstalasitersebut dapatmenujutempattujuandanbekerjasepertiapayangdirencanakan.Oleh karenanya,penulisbermaksuduntukmerencanakanrancangansuatusystem pendingin mesin di atas kapal melalui tugas Desain Kapal IV. Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 1.2.TUJUAN DAN MANFAATTujuandanmanfaatpengerjaantugasDesainKapalIV merencanakan suatu sistem pendingin mesin kapal yaitu, 1.Diharapkan dapat merencanakan suatu instalasi sistem pendingin mesin kapal dengan baik. 2.Dapat merencenakan rancangan sistem pipa dengan beberapa komponen instalasi sistem pendingin mesin kapal agar dapat tetap bekerja sesuai dengan yang diharapkan. 3.Diharapkandapatmembirakankontribusiilmupengetahuanyang berhubungan dengan perancangan system instalasi pendingin kapal. 4.Dapatdijadikanreferensidalamperancangansysteminstalasipendingin di atas kapal. Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 BAB II LANDASAN TEORI 2.1.SISTEM PERPIPAAN DI KAPAL Pipa merupakan komponen yang sangat penting dalam merencanakan suatusisteminstalasi.Pipamerupakanwadahberupatabungberonggayang panjangyangmerupakantempatfluidadialirkan.Pipadibuatsesuaidengan kebutuhannya, misalnyapipa tersebut diguankanuntuk material apa dan pada tekananberapa.Untukpipabajadapatdibuatdenganberbagaicaramisalnya denganmenggunakanmetodeseamlesspipe,buttweldedpipe,danspiral weldedpipe.Biasanyapipadiberinamasesuaidenganjenispipa,ukuran diameterpipa,ataudariketebalanpipayaituketebalanantaraketebalanluar dan dalam pipa. Dalaminstalasisuatusistemtidakhanyadigunakanpipaluruske sepanjang kapal melainkan terdapat belokan-belokan dan beberapa sambungan pipa.Panjangdaripipaberagam.Untukmenyambungkanantarapipayang satudanpipayanglainnyaterdapatbeberapamacamsambunganpipa, diantaranya adalah sambungan ulir, sambungan shock, sambungan dengan las, dansambungandenganmenggunakanflange.Selainitudikenaljugaistilah belokanatauellbow,cabangT,cabangYdanadajugapipayang diameternya mengecil disebut reducer.Jenis pipa yang terdapat dikapal memiliki beragam jenis ditinjau dari materialpipasesuaidengankegunaannya.Materialpipadikapalpada umumnya terbuat dari baja galvanis, baja hitam, baja campuran, stainless steel, kuningan, tembaga ataupun alumunium. Pada kegunaan tertentu ada pula pipa yang terbuat dari bahan non metal seperti rubber hose , dan glass. 2.2.ALAT PENUKAR KALOR Penukarkaloradalahsalahsatualatyangdibutuhkandalamsystem pendinginmesinkapal.Penukarkalorinimenghasilkanperpindahanpanas darisuatufluidadenganfluidalainnyayangbiasanyadibatasiolehsuatu dinding.Dindingnyaharusterbuatdaribahankonduktoryaituyangmudah menghantarkan panas.Unitpenukarkaloradalahsuatualatuntukmemindahkanpanasdari suatufluidakefluidayanglain.Sebagianbesardariindustri-industriyang Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 berkaitandenganpemprosesanselalumenggunakanalatini,sehinggaalat penukar kalor ini mempunyai peran yang penting dalam suatu proses produksi atauoperasi.Salahsatutipedarialatpenukarkaloryangbanyakdipakai adalahShellandTubeHeatExchanger.Padajenispenukarkalorshelland tube,alatnyaberbentuktabungdanbiasanyaterdapatpipa-pipakapileryang terbuat dari bahan kuningan didalamnya. Bahan yang diguanakan disesuaikan dengankegunaannya.Jikafluidayangdigunakanairlautsebaiknya menggunakan bahan yang tahan terhadap korosi.Alatpenukarkaloryangbiasadigunakanadalahpenukarpanaspipa rangkap,penukarpanascangkangbuluh,danpenukarpanasPlateandframe Heat Exchanger, yaitu sebagai berikut ; 1.Penukar panas pipa rangkap ( double pipe heat exchanger ) Satujenispenukarkalorialahsusunanpipaganda.Dalam penukarkalorjenisinidapatdigunakanaliransearahataualiranlawan arah,baikdenganzatcairpanasmaupunzatcairdinginterdapatdalam ruangannulusdanzatcairyanglaindidalampipadalam.Alatpenukar panaspiparangkapterdiridariduapipalogamstandartyangdikedua ujungnyadilasmenjadisatuataudihubungkandengankotakpenyekat. Fluida yang satu mengalir di dalam pipa, sedangkan fluida kedua mengalir didalamruanganulusantarapipaluardenganpipadalam.Alatpenukar panasjenisinidapatdigunakanpadalajualirfluidayangkecildan tekananoperasiyangtinggi.Sedangkanuntukkapasitasyanglebihbesar digunakanpenukarpanasjenisselongsongdanbuluh(shellandtube heat exchanger ). Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 2.Penukar panas cangkang dan buluh ( shell and tube heat exchanger ) Alat penukar panas cangkang dan buluh terdiri atas suatu bundel pipayangdihubungkansecaraparalleldanditempatkandalamsebuah pipa mantel (cangkang ). Fluida yang satu mengalir di dalam bundel pipa, sedangkanfluidayanglainmengalirdiluarpipapadaarahyangsama, berlawanan,ataubersilangan.Keduaujungpipatersebutdilaspada penunjangpipayangmenempelpadamantel.Untukmeningkatkan effisiensipertukaranpanas,biasanyapadaalatpenukarpanascangkang danbuluhdipasangsekat(baffle).Inibertujuanuntukmembuat turbulensialiranfluidadanmenambahwaktutinggal(residencetime), namunpemasangansekatakanmemperbesarpressuredropoperasidan menambahbebankerjapompa,sehinggalajualirfluidayang dipertukarkan panasnya harus diatur. Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 3.Penukar Panas Plate and Frame ( plate and frame heat exchanger ) Alatpenukarpanaspelatdanbingkaiterdiridaripaketpelat pelattegaklurus,bergelombang,atauprofillain.Pemisahantarapelat tegak lurus dipasang penyekat lunak (biasanya terbuat dari karet ). Pelat pelatdansekatdisatukanolehsuatuperangkatpenekanyangpadasetiap sudutpelat(kebanyakansegiempat)terdapatlubangpengalirfluida. Melaluiduadarilubangini,fluidadialirkanmasukdankeluarpadasisi yang lain, sedangkan fluidayang lain mengalirmelalui lubang dan ruang pada sisi sebelahnya karena ada sekat. 2.3SISTEM PENDINGIN MESIN KAPAL Sistem pendingin mesin kapal adalah suatu komponen yang harus ada dalampermesinandiataskapal.Sebagaimanadiketahui,mesin-mesindiatas kapal masing-masing menguarkan kalor saat mereka beroperasi terutama pada mesinindukyangmerupakanpenyumbangterbesarkalordidalamkamar mesin.Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 MesinInduk bekerja kurang lebih 24 jam tiap harinya terutama pada saatkapalberlayar.Dalam24jamtersebut,komponen-komponendalam mesin utama kapal bekerja dan mengeluarkan kalor. Jika kalor yang dihasilkan atausuhuyangdihasilkanolehsebuahmesinutamamakaakanterjadiover heatingyangmerusakkomponenpadamesinitusendiri.Olehkarenanya dibutuhkansutupendinginuntukmendinginkankomponen-komponen tersebut,menjaganyaagarsuhunyanormalsesuaisuhuyangdiinginkan. Pendinginan mesin induk ini berfungsi mempertahanakan temperature operasi mesinindukagartetapberadapadasuhumesinyangpalingefisienpada semua kondisi. Dalammesinindukterdapatbeberapapendinginyangdigunakan diantaranyaadalahpelumasyangdialirkankesela-selakomponenyang diinginkan.Selainpelumaspendinginanmesinindukjugamenggunakanair tawar.UntukmengalirkanAirtawardengansuhutertentukedalammesin maka dibutuhkan sebuah instalasi pendingin mesin.Instalasi pendingin mesin inilahnantinyayangakanmembawaairtawardaritangkiairtawarhingga sampai ke mesin untuk mendinginkannya. Dalamkapalterdapatbeberapabentukinstalasipendinginanmesin utama, yaitu : 1.Sistem Pendinginan terbuka. Sistempendinginanterbukaadalahsystemdimanafluida dialirkan dari tangki langsung masuk ke mesin kemudian dibuang kelaut. Fluidayangdigunakandapatberupaairlautdapatpulaberupaairtawar. Namunmasing-masinfluidamempunyaikelebihandankekurangan masing-masing.Kelebihanjikamenggunakanfluidaairlautadalahlebih ekonomiskarenaairyangdigunakanberasaldarilautdandarimesin nantinyadibuangkembalikelaut.Namun,airlautbersifatkorosif sehinggajikadigunakansebagaipendinginmesindapatmennyebabkan kerusakan pada mesin akibat korosi. Jika yang digunakan adalah fluida air tawar,kelebihannyafluidainitidakmenyebabkankorosipadamesin. Namun,biayayangdiperlukansangatmahalkarenaairtawardibelidari daratdibawakedalamkapaluntukdipakaiselamapelayaran.Selainitu, dibutuhkanbanyakairtawaruntukmendinginkanmesinselamaberlayar yang tentunya mengambil tempat yang banyak seingga dapat mengurangi payload dan biaya operasional kapal akan meningkat. Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 Sistempendinginanterbukajarangdigunakandikapalkarena mengingatbanyakkerugianyangditimbulkandansifatnyayangtidak menguntungkan. 2.Sistem pendinginan tertutup Sistempendinginantertutupadalahsuatusistempendinginan yangmenggabungkanairtawardanairlautdalamsatusistempendingin mesinindukkapal.Sistempendinginaninimenggunakanalatpenukar kalor. Alat penukar kalor yang biasa diguakan adalah jenis shell and tube.Sistempendinginantertutupbekerjadenganmengalirkanair tawardaritangkiairtawarmasukkedalammesinutamauntuk mendinginkanmesin.Kemudianairtawaryangkeluardarimesin memilikisuhuyangtinggimasukkedalamalatpenukarkaloruntuk didinginkan oleh air laut kemudian dengan suhu yang rendah kembali lagi masuk ke dalam mesin untuk mendinginkan mesin, begitu seterusnya. Air lautdipompadarilautmasukkeseachetdialirkanmasukkedalamalat penukar kalor untuk mendinginkan air tawaryang berasal dari mesin lalu dibuang air laut tersebut dialirkan kembali ke laut, begitu seterusnya. Jadi,perpindahanpanasterjadiduakali,yaitudidalammesin insuk oleh air tawar dan di dalam alat penukar kalor oleh air laut terhadap airtawar.Sistempendinginaninilebihekonomisdanlebihefisienjika dibandingkan dengan sistem pendinginan terbuka. Oleh karenanya sistem pendinginan tertutup lebih banyak digunakan di atas kapal. Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 BAB III PENYAJIAN DATA 3.1.Data Kapal LWL= 112,75(m) LBP= 110(m) B= 17,28(m) T= 7,37(m) H= 8,7(m) v= 13(knot) cb= 0,79 cm= 0,99 cw= 0,86 cpv= 0,91 cph= 0,79 DWT= 8600 (ton) 3.2.Data Mesin Merek Mesin= Caterpillar Type= 9 M 25 C Rpm= 750(putaran) Length = 6719 (mm) Height= 3512 (mm) Stroke= 400(mm) BHP= 3620,76(mm) Bore= 2315 (mm) Bredth= 2315 (mm) Weight = 29,6(ton) III.2Data cooler -Daya serap kalor : 175kw -Debitaliran untuk air tawar: 420m/s -Debit aliranuntuk air laut:210 m/s -Tekanan air tawar :1.10bar -Tekanan air laut :0.25bar -Luas bidang: 6.82 m2 Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 BAB IV PENGOLAHAN DATA PERENCANAAN INSTALASI PENDINGIN MESIN UTAMA (MAIN ENGINE) Sebagaipenggerakutamakapalyaitumesinutamaselalubekerjadalam waktu lama sehingga menjadikan temperatur mesin meningkat. Suhu yang tinggi pada mesinmengakibatkanperubahanmaterialpadamesin,jadisuhumesinharusdijaga agar konstan pada suhu yang diinginkan. Untukmenstabilkantemperaturmesindiperlukaninstalasipendinginsebagai pendinginmesinutama.Instlasipendinginmesininimengalirkanairpendinginke bagian mesin yang membutuhkan. Berikut adalah perhitungan daya pompa pendingin mesinuntukmenentukanpompayangakandigunakandalaminstalasipendingin mesin. 4.1. Laju Aliran Air Penentuan laju aliran pompa Dalambuku"MachineryOutfittingDesignManual"hal56,harga spesifiklajualiranpompaberdasarkanMAN,UEC,SULZER(RNDtype) berkisar antara (6 ~ 8) liter/BHP.Jam). Dengan demikian, laju aliran pompa dapat diketahui melalui perhitungan sebagai berikut : Q= (6-8) x BHP (Liter/jam) Sehingga,darikisaran6-8dipilihnilaiyangmaksimalyaitu8liter/BHPuntuk mengantisipasi kerja maksimal system di kapal. BHP= 3620,76HP Q= 28966, 07215(Liter/BHP) = 28, 97(m3/jam) 4.2. Pompa air laut pendingin mesin induk Pompa Air laut untuk sistem pendingin mesin induk adalah pompa yang digunakanuntukmengalirkanairlautdariseachestkecooler.AirLautini digunakan untuk mendinginkan air tawar di dalam pipa kapiler yang berasal dari mesin.Makaperludicariberapadayayangdibutuhkansebuahpompauntuk mengalirkanairlautdariseachestkecooler.Berikutadalahperhitunganyang digunakan : Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 Debit Pompa (Q) Debitaliranairdalampompadiketahuiberdasarkandatayangdiambil dalambrosurmesinCaterpillar9M25Csehinggadiperolehdebitairsebagai berikut: Q= 29(m3/jam) = 28966,07 (liter/jam) Diameter Pipa DalambukuMarinePowerPlanhal.492,dimaterpipadapatdihitung dengan rumus berikut: D= = 7, 18 cm = 71,76cm karenaketersediaanpipadipasaranterbatasmakadigunakanlahdiameterpipa lebihbesardariyangdibutuhkansesuaidenganyangtersediadipasarandan untuk memudahkannya dalam pembuatan,yaitu: D= 80 mm Perhitungan Head total (HT) pompa. Dalam buku "Pompa dan Kompresor" olehIr. Sularso, MsME dan Prof. DR.HaruoTaharahal.26,HTpompadapatdihitungdenganmenggunakan formula sebagai berikut: HT= ha + hp + hl + (V2/ 2g)(m) Keterangan :H= Head total pompa(m) Ha= Head statis total(m) Headiniadalahperbedaantinggiantaramukaairdisisikeluardan disisi Isap. hp= perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan airhp= hp2 - hp1(m) Hf= berbagai kerugian head pipa, katup, belokan, sambungan, dll(m) g= Percepatan grafitasi (g = 9,8 m/s2) 34.5 . 0QDesain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 A.Perbedaan tinggi antara muka air di sisi keluar dan sisi isap (Ha). Head ini adalah perbedaan tinggi antara muka air di sisi keluar dan di sisiisap.Dalambuku"PompadanKompresor"olehIr.Sularso,MsMEdan Prof.DR.HaruoTaharahal.26,Hapompadapatdihitungdengan menggunakanformula sebagai berikut : Ha= panjang pipa yang diukur dari pompa ke sisi keluar pipa. = Head tekan + head isap = ht + hi(m) = 0,28(m) Panjang pipa yang diukur dari pompa ke sisi keluar pipa dapat dilihat pada gambar 1.1 dan gambar lebih detailnya dapat dilihat pada gambar 1.2. di bawah ini : Gambar 1.1. Layout Pipa ht. s sDesain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 jikabagiandetailpadagambar1.1diperbesarmakaakantampak gambar seperti di bawah ini yang menunjukkan angka Ht: Gambar 1.2. Detail Layout Pipa ht hi= panjang pipa yang diukur dari sisi isap pipa muka air ke pompa = 0,11(m) panjang pipa yang diukur dari sisi isap pipa muka air ke pompa dapat dilihatpada gambar 1.3 dan gambar lebih detailnya dapat dilihat pada gambar 1.4 di bawah ini: Gambar 1.3. Layout Pipa hi s sDesain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 jikabagiandetailpadagambar1.3diperbesarmakaakantampak gambar seperti di bawah ini yang menunjukkan angka Hi: Gambar 1.4. Detail Layout Pipa hi sehingga, ha= ht + hi = 0,32 + 0,56 = 0,39(m) B.Perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan air (hp) Dalambuku"PompadanKompresor"olehIr.Sularso,MsMEdan Prof.DR.HaruoTaharahal.26,Perbedaanheadtekananyangbekerjapada kedua permukaan air(hp) dapat di hitung dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut : hp= hp2 hp1 Keterangan : hp2= Tekanan air statis yang bekerja pada tangki tekan = 0(m) Hp1= Tekanan air statis yang bekerja pada tangki isap = 0(m) Sehingga,hp= hp2 hp1 = 0 0 = 0 (m) C.Berbagai kerugian head pipa, katup, belokan, sambungan, dll (hf) Head kerugian (yaitu head untuk mengatasi kerugian-kerugian) terdiri atas head kerugian gesek di dalam pipa-pipa, head kerugian di dalam belokan-Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 belokan,reduser,katup-katup,dsb.Dibawahiniakandiberikancara menghitungnya, satu per satu. 1.Head kerugian gesek dalam pipa Untuk menghitung kerugian gesek pipa dapat digunakan rumus yangterdapatdalambuku"PompadanKompresor"olehIr.Sularso, MsME dan Prof. DR. Haruo Tahara, hal 31, berikut ini : Hf1=Keterangan : Q= Laju aliran(m3/jam) = 28,966(m3/jam) = 0,008 (m3/jam) C= koefisien Hazen-William (tabel 2.14, Hal. 30) (koefisien Hazen-Wiliam dapat dilihat di buku. "Pompa dan Kompresor" olehIr. Sularso, MsME dan Prof. DR. Haruo Tahara, hal 30, tabel 2.14) = 130 ( untuk pipa baja baru) L= Panjang pipa lurus terpanjang (di ukur dari rencana gambaryang di buat). = 5,55(m) Panjang pipa lurus terpanjang dapat dilihat dari lebih jelas dari gambar 1.5 dan 1.6 di bawah ini : Gambar 1.5. Layout pipa lurus Terpanjang (L) di kamar mesinxLD CQ85 . 4 85 . 185 . 1.. 666 . 10ss2731816ss?Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 Jikabagiandetailpadagambar1.5diperbesarmakaakan tampak gambar seperti di bawah ini yang menunjukkan angka L: Gambar 1.6. Detail Layout pipa lurus Terpanjang (L) di kamar mesin D= Diameter dalam pipa = 80(mm) = 0,08(m) Sehingga diperoleh, Hf1= =

x L = 0,2(m) 2.Kerugian head dalam jalur pipa (Hf2) Untukmenghitungkerugianheaddalamjalurpipadapat digunakanrumusyangterdapatDalambuku"PompadanKompresor" olehIr. Sularso, MsME dan Prof. DR. Haruo Tahara, hal 32, berikut ini : Hf2= Keterangan ; g= Percepatan Grafitasi = 9,8 (m/s2) v= Kecepatan aliran dalam pipa ?xLD CQ85 . 4 85 . 185 . 1.. 666 . 10gVf2.2Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 (kecepatan aliran dalam pipa dapat dilihat di buku . "Pompa dan Kompres" olehIr. Sularso, MsME dan Prof. DR. Haruo Tahara, hal 29, Gb. 2.4.). = 1 (m/s2) f = koefisien kerugian pada belokan pipa Untukmenghitungkoefisienkerugianakibatbelokanpipa digunakan rumus Fuller, yaitu sebagai berikut: f = Keterangan ; D= Diameter dalam pipa (m) R= Jari-jari lengkung sumbu belokan (m) (nilaiR/Ddptdilihatdibuku"Pompadan Kompresor"olehIr.Sularso,MsMEdanProf.DR. Haruo Tahara, hal 34, Gb. 2.11.). R/D= 1(m) D/2R= 1(m) = sudut belokan pipa () = 90 () Diperoleh, f= 1,978 sehingga, nilai Hf2 dapat diperoleh : Hf2= =

= 0,101(m) (untuk satu belokan) karena dalam perencanaa terdapat 8 belokan, maka: n= jumlah belokan = 16 belokan. Sehingga, Hf2= 0,101 x 8 = 1,61(m) 3.kerugian head pada katub dan saringan (Hf3) 5 . 0 5 . 390 2847 . 1 131 . 0 |.|

\|(((

|.|

\|+uRDgVf2.2Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 Untukmenghitungkerugianheadpadakatubdansaringan dapatdigunakanrumusyangterdapatDalambuku"Pompadan Kompresor" olehIr. Sularso, MsME dan Prof. DR. Haruo Tahara, hal 36, berikut ini : Hf3= Dimana,v= Kecepatan aliran dalam pipa (m/s) = 1(m/s) g= percepatan grafitasi = 9,8 (m/s2) f = koefisien kerugian katup Dalamperencanaandigunakanbeberapajeniskatup, diantaranya adalah : Jenis katup/ sambunganJumlahkoefisien hasil kali nfn x f gate valve50,190,95 katup saringan11,971,97 samb. T31,85,4 f8,32 Sehingga diperoleh : Hf3= = 0,424 Setelah Hf1, Hf2, dan Hf3 diketahui, maka Hf total bisa di hitung : Hf= Hf1 + Hf2 + Hf3 Diketahui, Hf1= 0,2(m) Hf2= 1,61(m) Hf3= 0,42(m) Sehingga diperoleh, Hf= 2,242(m) gvf2.2gvf2.2Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 D.Kerugian head akibat kecepatan keluar (Vd/2g) Diketahui, Vd= kecepatan aliran dalam pipa (m/s) = 1(m/s) g= percepatan grafitasi = 9,8 (m/s2) Sehingga diperoleh, Vd2/2g = 0,051 Setelah semuanya diketahui, maka nilai Head Total (Ht) bisa di hitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Ht = ha + hp + hf + (Vd2/2g)(m) Diamana, ha = 0,39(m) hp= 0(m) Hf= 2,242(m) Vd2/2g= 0,051 Sehingga diperoleh head total (Ht) pompa : Ht = 2,683 4.3. Penentuan Daya Pompa Dalambuku"MarinePowerPlan"byP.Akimovhal495diberikanformula untuk menghitung daya pompa: N= Dimana, Q= Laju aliran air = 28,97(m3/jam) H= Kerugian Head Total = 2,6893(m) = Efisiensi Pompa = 0,9 = Massa jenis air laut q. 75 . 3600. .H QDesain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 = 1025 (kg/m3) Sehingga, daya pompa (N) dapat diperoleh : N= 0,33Hp = 0,24Kw Jadi mesin yang digunakan dengan brosur adalah : Merek: Ampco Centrifugal Pump Tipe: KC2 1 X 1 Daya: 2 HP Putaran: 3500 RPM (Brosur terlampir) 4.4. Desain Shell and tube heat Exchanger SheelandTubeExchangeradalahalatpenukarkaloryang menghasilkan perpindahan suhu diantara benda atau fluida. Alat penukar kalor ini Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 digunakan sebagai alat untuk mendinginkan air tawar bersuhu tinggi yang berasal darimesinkesuhuyangdiinginkanyangidealuntukmesinindukyang didinginkan oleh air laut yang berasal dari sea chest. Parameter penentuan STHE yang akan digunakan berdasarkan data mesin yaitu : Fresh water cooling -Engine content =m3 -Pressure at Engine Inlet Min/Max= 2,5 / 6,0bar -Header tank capacity = 0,1m3 -Temperatur at engine outlet= 60 65Co Heat Dissipation -Spesific jacket water heat= 550 kJ / kwh -Jacket water= 158kw - jadi tipe STHE yang digunakan sesuai dengan brosur adalah: Merek: PILAN STHE MODEL /TYPE : TP-E4M DIMENSI : Panjang(A)=1204(mm) (B)= 901(mm) (C)=766(mm) Diameter Tabung (D)=198(mm) Diameter Pipa msk air laut (E-F)=2(inchi) Weight=54(kg) Part and Material PartNameMaterial1Shellaluminium/Bronze/Cast Iron

Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 2Tube Stack

2,1Tube Cooper-Nickel/St.steel/Copper 2,2Tubes platesBrass / Bronze2,3Baffles Aluminium2,4Welding Tin welded 60/403 End caps Brass / Bronze4Seals NBR /Viton5Cover Screwssteel

6Drain plugsBrass Flow Rate Heat dissipated: 175kw fresh water flow: 420L/min Sea water flow: 210L/min fresh water pressure drop : 1,1bar sea water pressure drop: 0,25bar surface: 6,82m2 DATA PENETUAN DIMENSI SHEEL AND TUBE HEAT EXCHANGER Selongsong / Tabung Luar (Shell) Diameter dalam (Di)= 190(mm)= 0,190(m) Diameter Luar(Do)= 198(mm)= 0,198(m) Panjang selongsong= 1000 (mm)= 1,000(m) Pipa (Tube) Diameter dalam (di)= 10(mm)= 0,010(m) Diameter luar (do)= 12(mm)= 0,012(m) Panjang Pipa(Lp)= 1000 (mm)= 1,0(m) Jumlah Pipa (n)= 121 Material Pipa= Cooper-Nickel/St.steel/Copper Konduktifitas Thermal Material= 379(w/m.oC) Susunan Pipa Kapiler= kotar yang diputar 45 derajat Kapasitas fluida air tawar= 60 m3/jam Kapasitas fluida air laut= 28,97m3/jam Diameter pipa Air tawar yg masuk ke Cooler= 40(mm)= 0,04(m) Diameter pipa Air laut yg masuk ke Cooler= 80(mm)= 0,08(m) Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 Luas permukaan pipa air tawar= 0,0013m2 Luas permukaan pipa air laut= 0,0050m2 Kecepatan aliran untuk air tawar= 47770,7m/jam= 13,27m/s Kecepatan aliran untuk air Laut= 5765,5m/jam= 1,6m/s Berdasarkanbrosurmesin,volumeFreshwaterpadamesin(Engine Content) maka dimensi cooler dapat diperoleh engine content sebesar 0,12 m3 PadasistempendingininiakanmengguanakantypeCentralCooling dengan menggunakan dua fluida pendinginan yaitu : -Pendinginan dengan menggunakan air laut -Pendinginan dengan menggunakan air tawar Dibawah ini akan diberikan karakteristik dari fluida-fluida tersebut : 1.Air Laut Airlautinidigunakanuntukpendinginairtawar,airlautini dimasukandenganmelaluiseachestsehinggadarisiniairlautdigunakan sebagaiobjekpenerimapanasdariairtawaryangdigunakan.Sedangakan sirkulasidariairlautiniadalahsirkulasiterbukaartinyaairlautinidihisap dari seachest, kemudian disirkulasikan dan dibuang melalui outboard kapal. 2.Air Tawar Sistem pendinginan air tawar ini berupa sistem tertutup dengan semua komponendihubungkansecaraparaleldenganpompasirkulasiairtawar yangterpisah.Pemakaianairtawarinimempunyaikeuntunganyangpaling menonjoladalahtidakmenimbulkankorosipadainstalsipipayang digunakan. -Temperatur air tawar pendinginyang mesinyang masuk ke cooler adalah Thi= 90 oC -Temperatur air tawar pendingin yang mesin yang keluar dari cooler adalah Tho= 71,6 oC -Temperatur air laut pendingin yang masuk ke cooler adalah Tci= 32 oC -TemperaturairlautpendinginyangkeluardaricooleradalahTco=47,4 oC BABV PENUTUP 5.1.Kesimpulan Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 Darihasilperancangandanperhitunganyangtelahdilakukan,maka dapat ditarik kesimpulan bahwa : 1.Sistem instlasi tertutup di kapal dengan menggunakan air tawar dan air laut lebih bagus dari system pendinginan terbuka. 2.Sisteminstalasipendinginantertutuplebihefisiendandapatmembantu mesin untuk bekerja tetaop pada suhu yang paling efisiennya tanpa merusak mesin akibat korosi. 3.DayaPompayangdigunakanuntukinstalasisystempendinginmesin sebesar 2 HP. Desain Kapal IV SISTEM PENDINGIN MESIN Andi Rachmianty AM D331 08 259 LAMPIRAN -LAMPIRAN