Monday 28 February 2011

PENGENALAN MESIN PENGGERAK KAPAL

mesin penggerak kapal merupakan suatu alat atau mesin yang digunakan sebagai motor penggerak kapal sehingga kapal dapat bergerak dari tempat yang satu ke tempat yang lain. horee...akhirnya saya bisa buat postingan baru lagi, selama ini fokus ngerjain skripsi tapi sekarang alhamdulillah udah kelar (akhirnya masa studi 6 tahun berakhir,hehehe...).oke lanjut deh tentang mesin penggerak kapal, dalam sejarah perkembangan mesin penggerak kapal terdapat beberapa tipe yang mendominasi hingga kurun waktu tertentu, adalah sebagai berikut :
1. Reciprocating Steam Engine
mendominasi dunia ship propulsion (sistem penggerak kapal) hingga sekitar tahun 1910-an. Keunggulannya adalah terletak pada pengaturan beban, khususnya untuk arah reversed (arah mundur) yang mana Reciprocating Steam Engine memberikan kemudahan serta lebih efisien pada range kecepatan rotasi tertentu agar match dengan kinerja screw propeller. Kelemahannya Reciprocating Steam Engine adalah pada instalasinya yang relatif berat, kebutuhan space yang besar, output power per cylinder-nya masih sangat terbatas. Selain itu, Steam tidak dapat bekerja secara efektif pada tekanan relatif rendah. Serta kebutuhan fuel consumption yang tinggi, sebagai gambaran bahwa untuk triple-expansion engine maka memerlukan superheated steam yang mengkonsumsi bahan bakar (oil) hingga ± 0.70 kg per kWh.
gambar steam engine mesin penggerak kapal
gambar steam engine

 gambar steam engine 

 gambar steam engine 2
2. Marine (Steam) Turbines
mesin penggerak kapal yang pertama diinstal oleh Sir Charles Parsons ke kapal Turbinia pada tahun 1894, dengan kecepatan mencapai 34 knots.Kemudian turbines mengalami kemajuan pesat hingga pada tahun 1906, yang mana diaplikasikan sebagai tenaga penggerak untuk kapal perang HMS. Dreadnought dan kapal Atlantic Liner – Mauretania. Kebutuhan bahan bakar (fuel consumption) secara rata-rata untuk suatu Large Turbine adalah 0.30 kg per kWh. Namun demikian, keunggulan segi ekonomis tersebut mengalami suatu tantangan dari sisi Non-reversible dan Rotational Speed, yang mana memerlukan pertimbangan teknis lebih lanjut. Untuk kepentingan reverse diperlukan adanya reversing turbines yang secara terpisah diinstal ke sistem. Sementara itu untuk mengatasi rotational speed-nya yang relatif tinggi, maka diperlukan adanya mechanical geared untuk menurunkan putaran output turbines khususnya untuk alat gerak kapal berjenis screw propeller, sehingga hal itu menyebabkan terjadinya power loss berkisar 2 hingga 4 persen. Penurunan putaran turbines (rpm) ke propeller shaft (poros propeller), dapat juga diatasi dengan merancang electric driven, yaitu dengan meng-couple secara langsung antara turbine dengan generator yang mana keduanya sama-sama memiliki operasional yang lebih efisien bila dalam kondisi putaran tinggi.
ini dia gambar marine (steam) engine.
gambar marine (steam) turbines 

Kemudian, generator men-supply listrik ke electric motor yang dihubungkan dengan poros propeller. Hal ini memberikan kelonggaran pada masalah lay-out engine room yang mana pengaruh hubungan poros secara langsung dari turbine ke propulsor dapat dieleminasi. Turbo-electric Drive juga memberikan keuntungan terhadap pengurangan untuk reversed gear mechanism serta fleksibilitas dalam operasinya. Namun demikian, power loss akibat transmisi tenaga serta investment perlu dipertimbangkan.

3. Internal Combustion Engines (diesel engine)
mesin penggerak kapal yang digunakan dalam propulsi kapal, pada umumnya adalah Reciprocating engines yang beroperasi dengan prinsip-prinsip diesel (compression ignation) yang mana kemudian dikenal dengan nama Diesel Engines. Berbagai ukuran untuk Diesel Engines ini kemudian dibuat, mulai dari kebutuhan untuk pleasure boats hingga ke modern supertankers dan passenger liners. Engine ini dapat dikembangkan hingga memberikan lebih dari 2500 kW per cylinder, maka output power bisa mencapai 30,000 kW untuk 12 cylinders (40,200 HP). Torsi yang diproduksi oleh Diesel Engine, adalah dibatasi oleh maximum pressure dari masing-masing silinder-nya. Sehingga, ketika engine memproduksi maximum torque, maka artinya, maximum power hanya dapat dicapai pada kondisi maximum RPM. Diesel Engine secara konsekuensi, mungkin memproduksi power sedemikian hingga proporsional dengan RPM untuk masing-masing throttle setting-nya. Pembatasan ini kemudian menyebabkan masalah tersendiri didalam melakukan matching antara Diesel Engine dan Propeller.
contoh gambar diesel engine kapal ukuran kecil
gambar diesel engine kapal 

4. Gas Turbine
mesin penggerak kapal ini juga telah dikembangkan dalam dunia ship propulsion yangmana bahan bakar (fuel) dibakar melalui proses udara yang dikompresikan, dan gas panas hasil pembakaran tersebut digunakan untuk memutar turbine. Gas turbine umumnya diaplikasikan pada dunia kedirgantaraan, dan perkembangannya sangat tergantung pada teknologi metal yang mampu menahan terhadap tekanan dan temperatur yang tinggi. Keunggulan dari gas turbine ini terletak pada ukuran dan kapasitas power yang dihasilkan dibandingkan dengan tenaga penggerak lainnya. 
contoh gambar gas turbin kapal ukuran kecil 
gambar gas turbin kapal 
Selain itu, kesiapannya untuk beroperasi pada kondisi full load sangat cepat, yaitu berkisar 15 menit untuk warming-up period. Marine Gas Turbine sangat jarang dijumpai pada kapal-kapal niaga, hal ini disebabkan karena operasi dan investasinya yang relatif mahal. Sehingga paling banyak dijumpai pada kapal-kapal perang jenis, frigates; destroyers; patrol crafts; dsb. Instalasinya pun kadang merupakan kombinasi dengan tipe permesinan yang lainnya, yakni : Diesel engines.

Beragam macam dari tipe marine engines, tidak semuanya di-rate pada basis yang sama. Sebagai misal,  Steam Reciprocating Engines selalu di-rate dalam bentuk Indicated Power (PI ); Internal Combustion Engines dalam bentuk Indicated Power, atau juga, Brake Power (PB ); dan Turbine dalam bentuk Shaft Power (PS ). Bentuk Horse Power masih tetap digunakan sampai saat ini, dimana untuk 1 HP = 0.7457 kW, sedangkan dalam English units 1 HP = 550 ft-lb per sec. Indicated Power diukur di dalam cylinders, yang artinya, ada suatu instruments yang bertugas merekam secara kontinu tekanan uap atau gas.

oke teman-teman ini dia postingan saya tentang pengenalan mesin penggerak kapal

Wednesday 2 February 2011

propeller kapal (baling baling kapal)

propeller kapal (baling baling kapal) merupakan alat gerak mekanik kapal,sebelum kita bahas masalah baling-baling kapal atau propeller kapal baiknya kalo kita bahas dulu alat gerak kapal yang diklasifikasikan menjadi 2 jenis, yaitu alat gerak non-mekanik kapal dan alat gerak mekanik kapal. Alat gerak kapal yang non-mekanik adalah Dayung dan Layar kapal, sedabgkan alat gerak kapal yang mekanik yaitu sebagai berikut:
  •  Fixed Pitch Propeller
  •  Ducted Propeller
  • Contra-rotating Propeller
  • Overlapping propeller
  • Controllable Pitch Propeller
  • Waterjet Propulsion System
  • Cyclodial Propeller
  • Paddle Wheels
  • Superconducting Electric Propulsion System
  • Azimuth Podded Propulsion System
sejarah alat gerak kapal alias baling baling kapal alias propeller kapal

propeller kapal


                                          gambar Archimedean Screw Pump
Awal sejarah perkembangan tentang alat gerak kapal mungkin dapat ditarik jauh hingga kisaran 287 – 212 SM yang mana seorang Archimedes menemukan piranti untuk memindahkan air dari danau ke saluran irigasi pertanian Syiracuse di Sicily. Alat ini kemudian dikenal dengan sebutan “Archimedean Screw Pumps”. Adapun bentuk dari Archimedean Screw Pump adalah seperti yang diilustrasikan seperti Gambar diatas.
Kemudian di Abad ke XV-an, seorang bernama Leonardo da Vinci (1452-1519) telah membuat sketsa teknis tentang prinsip-prinsip ulir (screw principle) seperti yang digunakan sebagai helicopter rotor. Beberapa tahun kemudian di tahun 1661, Toogood dan Hayes dari Britain telah mematenkan (claimed patent) temuannya yang mana prinsip screw menggunakan helical surfaces (Archimedean screws) sebagai propeller.
Selanjutnya, seorang ahli fisika dari Inggris yang bernama Hooke di tahun 1680 menyarankan untuk menggunakan Archimedean screw pada sistem penggerak kapal (ship propulsion).
secara singkat baling baling kapal atau propeller kapal merupakan suatu alat mekanik untuk menghasikan gaya dorong kapal, gaya dorong atau putaran pada baling baling kapal atau propeller kapal di hasilkan ditransmisikan dari poros propeller yang berasal dari main engine yang ada di kamar mesin kapal

jenis-jenis baling baling kapal atau propeller kapal
  1. Controllable Pitch Propellers (CPP) : Pemilihan dalam aplikasi baling-baling CPP dibandingkan dengan penerapan FPP, adalah disebabkan oleh kebutuhan yang lebih tinggi untuk pengaturan dalam operasional yang harus lebih fleksibel dari pada kebutuhan efisiensi propulsi pada saat kondisi servis. 
  2. Contra-rotating propellers  : Baling-baling jenis ini mempunyai dua-coaxial propellers yang dipasang dalam satu sumbu poros, secara tersusun satu didepan yang lainnya dan berputar saling berlawanan arah.
  3. Fixed Pitch Propellers (FPP) : Baling-baling kapal ini secara umum telah memenuhi ‘proporsi’ yang tepat terutama jenis rancangan dan ukurannya, baik itu untuk baling-baling perahu motor yang kecil hingga untuk kapal muatan curah hingga kapal tangki yang berukuran besar.
  4. Overlapping Propellers Konsep dari baling-baling ini adalah dua propeller tidak dipasang/diikat secara coaxially, tapi masing-masing propeller memiliki sumbu poros pada sistem perporosan yang terpisah. Sistem ini dalam prakteknya, adalah sangat jarang diaplikasikan.
  5. masih banyak lagi cuman saya lagi malas copas 
baling baling kapalfixed pitch propeller
 contoh gambar baling-baling kapal atau propeller kapal

cara menentukan baling-baling kapal atau propeller kapal
Ada beberapa cara untuk menentukan baling-baling kapal/propeller kapal
  • yang pertama Melakukan uji coba model baling-baling kapal di terowongan kavitasi (cavitation tunnel)
  • Memakai hasil seri model (puluhan model baling-baling kapal ditarik pada berbagai kecepatan dll) dalam bentuk grafik
  • Memakai rumus pendekatan yang didapat dari statistik (dengan regresi)
  • Memakai perhitungan Computational Fluid Dynamics (CFD)
demikian postingan saya tentang baling-baling kapal atau propeller kapal