nama : ucuk khusturi nrp : 4210 105 015 -...

NAMA : UCUK KHUSTURINAMA : UCUK KHUSTURINRP : 4210 105 015

OPV (OFFSHORE PATROL VESSEL )OPV (OFFSHORE PATROL VESSEL )

Salah satu jenis kapal yang digunakan olehangkatan laut suatu negara untuk melakukang gpatroli di laut lepas.

LATAR BELAKANGLATAR BELAKANG

Faktor keamanan

Suhu gas buang tinggi 400 – 500oC

Temperatur deteksi IR > 250oC

Penempatan helipadd di bagian belakang kapalp p g g p

operasi helipadd tidak terganggu asap

TUJUANTUJUAN

Memberikan gambaran desain wet exhaust gas systemMemberikan gambaran desain wet exhaust gas system

Memberikan besar back pressure dari desain wet Memberikan besar back pressure dari desain wet exhaust gas system

Memberikan besar suhu gas buang yang dihasilkan wet exhaust gas system

Memberikan gambaran aliran udara gas buang pada wet exhaust gas systemexhaust gas system

KOMPONEN SISTEM GAS BUANGKOMPONEN SISTEM GAS BUANG

Exhaust Manifold

Turbocharger

Pipa gas buang

Silincer

TIPE TIPE SISTEM GAS BUANGTIPE-TIPE SISTEM GAS BUANG

DRY TYPE EXHAUST GAS SYSTEMDRY TYPE EXHAUST GAS SYSTEM

Murni udara gas buang dari ruang pembakarang g g p

WET TYPE EXHAUST GAS SYSTEM

Ada pencampuran udara gas buang dengan air pada pipa gas buang.p p p g g


KARAKTERISTIKTemperatur gas buang tinggiTemperatur gas buang tinggi

Pipa saluran gas buang sangat panasPipa saluran gas buang sangat panas

Membutuhkan isolasi panas pada pipa gas buangMembutuhkan isolasi panas pada pipa gas buang

Mengeluarkan suara berisik

Menghasilkan getaran yang tinggi

Mempengaruhi kekuatan konstruksi kapal

WET TYPE EXHAUST GAS SYSTEMWET TYPE EXHAUST GAS SYSTEM

DESAIN WET TYPE EXHAUST GAS SYSTEM

Air yang diinjeksikan pada pipa gas buang tidak masuk pipa gas buang tidak masuk ke dalam silinder / ruang pembakaran


KARAKTERISTIKGas buang dicampur air pendingin

Temperatur gas buang rendah

T d k l k b kTidak mengeluarkan suara berisik

S di d l h ik l i

Tid k h ilk t ti i

Suara diredam oleh partikel air

Tidak menghasilkan getaran yang tinggi


Tekanan Hidrostatik

S fl d d k d l d l Suatu fluida pada kedalaman tertentu dalam sebuah bejana akan memberikan tekanan ke atas untuk mengimbangi berat fluida yang ada di atasnya.di atasnya.

Phidro = ρ x g x h


Jika mesin baru dihidupkan dan kecepatan kapal rendah, aliran kecepatan kapal rendah, aliran gas buang di atas garis air

Jika mesin berputar di atas 1000 rpm, sistem gas buang dipindah ke gas buang bawah air


Dengan pemasangan reverse scoop, semakin tinggi kecepatan kapal,maka akan semakin menciptakan ruang vakum yang bertekanan rendah di belakang scoopscoop

MULAI

Pemahaman wet type exhaust gas system

STUDI LITERATURAplikasi wet type exhaust gas

system pada kapal patroli.

Pembuatan desain wet exhaust gas

system

•Engine room layout•MTU Exhaust system guide

•Analisa tekanan hidrostatik•Analisa backpressure

Modifikasi desain

Simulsi dan analisa desain menggunakan software CFD

Desain diterima atau tidak

Kesimpulan

Pembuatan laporan tugas akhir

SELESAI


Data mesin yang digunakan : Merk MTU MARINE ENGINE Merk : MTU MARINE ENGINE Type : 20V 4000 M93L Cylinder : 20 silinder Power : 5766 HP Power : 5766 HP Putaran : 2100 Rpm Bore : 170 mm Stroke : 190 mm Stroke : 190 mm Compression ratio : 15,2


WaterI l t

Wet type silincer

Exhaust inlet

Inlet

Shipboard exit

Shipboard exit (dry )


Data gas buang Temperatur gas buang Setelah silinder blok : 520 0C Setelah silinder blok : 520 C Setelah turbocharger : 470 0C Exhaust flow rate : 14 m3/s Backpressure : 30 mbar Backpressure : 30 mbar Tekanan gas buang : 240.000 Pa


Faktor – faktor komponen backpressure Suhu gas buang Kecepatan gas buang Kecepatan gas buang Laju aliran massa gas buang Massa jenis gas buang Dimensi pipa Dimensi pipa Komponen tambahan pada pipa


Backpressure

∆ ξ 2 /∆P = ξ x ½ x ρv2 x 1/9,81

Hukum kekekalan massaQ Q Q Lepas = Q hisap

Q = m x c x ∆t


Maksimal Backpressure = 30 mbar

Perhitungan Backpressure


Tekanan HidrostatikTekanan hidrostatik pada setiap kedalaman Tekanan hidrostatik pada setiap kedalaman yang akan divariasikan

h (m) Ph (Pa) P atm (Pa) Ph total (Pa)Ph total

(mbar)

0 00 0 101325 101325 00 1013 250,00 0 101325 101325,00 1013,25

0,10 1004,5 101325 102329,50 1023,30

0,20 2009 101325 103334,00 1033,34

0,30 3013,5 101325 104338,50 1043,39

0,40 4018 101325 105343,00 1053,43

0,50 5022 5 101325 106347 50 1063 480,50 5022,5 101325 106347,50 1063,48

SIMULASI DENGAN SOFTWARESIMULASI DENGAN SOFTWARE

Data yang diperlukan

Pada sistem gas buangPada sistem gas buangTemperatur gas buang : 520 0C 3/Exhaust flow rate : 14 m3/sKecepatan gas buang : 87,847 m/secepa a gas bua g : 87,8 7 /sDebit air laut : 160 m3/hT k G B 240 000 PTekanan Gas Buang : 240.000 Pa


Pada Outlet Gas Buang :Pada Outlet Gas Buang :

Pada outlet gas buangK t li i l t d k t Kecepatan aliran air laut sama dengan kecepatan kapal

Lambung kapal masih dalam keadaan sangat halusT t i l t it b 32 oC Temperatur air laut yaitu sebesar 32 oC.


aliran gas buangaliran gas buang+

air pendingin

li i di ialiran air pendingin


Suhu rata-rata gas buang

Suhu akhir743 K = 470 oC743 K = 470 oC

Suhu akhir392 K = 119 oC


BACK PRESSURE PADA LUBANG GAS BUANG KEDALAMAN 1 MTANPA PEMASANGAN REVERSE SCOOP

Kecepatan (knot)

P air laut (Pa)

P pipa underwater

(Pa)

∆ pressure (mbar)

Total back pressure (mbar)

1 111370,00 403250,0 4032,5 4047,292 111370,00 372152,0 3721,52 3736,313 111370,00 325252,0 3252,52 3267,314 111370 00 283232 0 2832 32 2847 114 111370,00 283232,0 2832,32 2847,115 111370,00 248000,0 2480 2494,796 111370,00 211800,0 2118 2132,797 111370,00 171600,0 1716 1730,798 111370,00 125320,0 1253,2 1267,999 111370,00 70500,0 705 719,7910 111370,00 63940,0 639,4 654,1912 111370 00 55310 0 553 1 567 8912 111370,00 55310,0 553,1 567,8914 111370,00 48700,0 487 501,7916 111370,00 41710,0 417,1 431,8918 111370,00 35970,0 359,7 374,4920 111370,00 28640,0 286,4 301,19

22 111370,00 27700,0 277 291,79


BACK PRESSURE PADA LUBANG GAS BUANG KEDALAMAN 1 MDENGAN PEMASANGAN REVERSE SCOOP

Kecepatan (knot)

P air laut (Pa)

P pipa underwater

(Pa)

∆ pressure (mbar)

Total back pressure (mbar)(Pa) (mbar)

1 111370,00 27,6 0,28 15,072 111370,00 20,5 0,21 15,003 111370,00 15,9 0,16 14,954 111370,00 10,1 0,10 14,895 111370,00 3,7 0,04 14,836 111370,00 ‐4,22 ‐0,04 14,757 111370,00 ‐12,72 ‐0,13 14,67, , , ,8 111370,00 ‐23,6 ‐0,24 14,569 111370,00 ‐34,14 ‐0,34 14,4510 111370,00 ‐42,82 ‐0,43 14,3712 111370 00 60 48 0 60 14 1912 111370,00 ‐60,48 ‐0,60 14,1914 111370,00 ‐80,2 ‐0,80 13,9916 111370,00 ‐97,9 ‐0,98 13,8118 111370,00 ‐113,7 ‐1,14 13,6620 111370,00 ‐135,82 ‐1,36 13,44

22 111370,00 ‐161,1 ‐1,61 13,18


BACK PRESSURE PADA LUBANG GAS BUANG KEDALAMAN 1 M

KESIMPULANKESIMPULAN

Besar backpressure yang terjadi pada system gas buang iniyaitu sebesar 14,45 mbar. Backpressure ini masih memenuhi

b b k k l dpersyaratan besarnya backpressure maksimal dariprodusen mesin.

T k t t d tl t b it b Tekanan rata-rata pada outlet gas buang yaitu sebesar28246 Pa abs. Tekanan ini merupakan tekanan absolute dari gas buang.g g

Tekanan air laut yang tinggi harus dikurangi denganpemasangan reverse scoop pada outlet saluran gas buangdan kecepatan kapal tertentu. Dengan pemasangan reverse scoop, back pressure pada saluran gas buang yaitu 14 – 15 mbar Nilai tersebut masih sesuai dengan ketentuan 14 – 15 mbar. Nilai tersebut masih sesuai dengan ketentuan dari engine maker yaitu < 30 mbar.

KESIMPULANKESIMPULAN

Jika pada lubang gas buang menggunakan scoop pada kedalaman 0,1m – 0,2 m, maka mulai dari pkecepatan 1-22 knot, saluran gas buang bisa menggunakan saluran gas buang bawah air karena b k t j di ih hi back pressure yang terjadi masih memenuhi persyaratan engine maker yaitu < 30 mbar.S h khi d i b k l d i t Suhu akhir dari gas buang yang keluar dari system yaitu sebesar 392,17 K atau 119,17 0C. Sehinggadapat diketahui air pada saluran gas buang dapatdapat diketahui air pada saluran gas buang dapatmenurunkan suhu gas buang, namun tidakmenyebabkan back pressure yang terlalu besar paday p y g psystem gas buang.

nama : ucuk khusturi nrp : 4210 105 015 -...

Documents