Baling/baling ulir merupakan bentuk alat penggerak kapal yang paling umum. Sebuah baling/baling ulir mempunyai dua buah daun atau lebih yang menorok dari hub atau bo* . Bo* ini dipa*ang pada poro* yang digerakkan oleh me*in penggerak kapal. (aun baling/baling ter*ebut dapat merupakan bagian yang menyatu dengan hub0 atau merupakan bagian yang dapat dilepa* dari dan dipa*ang pada hub atau merupakan daun yang dapat dikendalikan @ontrollable pith propeller ,>-. Baling/baling umumnya diletakkan pada kedudukan yang *erendah mungkin di bagian belakang kapal. Suatu baling/baling haru* mempunyai gari* tengah @diameter demikian rupa *ehingga bila kapal dalam keadaan bermuatan penuh baling/baling ter*ebut akan terbenam dengan memadai *ehingga dapat menghindari *eauh mungkin teradinya fenomena terikutnya udara @airdra+ing dan pemauan baling/baling @ra%ing ketika kapal mengalami gerakan pithing. Sebagai tak*iran epat dan ka*ar0 gari* tengah baling/baling haru* lebih keil daripada dua pertiga *arat buritan0 yaitu:
'.1., -eometri Permukaan daun baling/baling yang menghadap ke belakang di*ebut *i*i muka0 atau para*0 &a%e' atau *i*i tekanan tinggi0 *edangkan *i*i *ebaliknya di*ebut punggung atau *i*i belakang0 &(a%k' atau *i*i tekanan rendah,?-
Bentuk *i*i tekanan tinggi yang paling *ederhana adalah permukaan berbentuk *piral &heli%oidal sura%e'! Permukaan ini dapat didefini*ikan *ebagai permukaan yang dibentuk oleh *ebuah gari* luru*0 di*ebut generatrik* atau gari* generator @ generatri) 0 atau generator line yang berki*ar mengelilingi *uatu *umbu yang melalui *alah *atu uungnya dan *ekaligu* bergerak ke *epanang *umbu ter*ebut. "arak ak*ial y ang ditempuh dalam tiap ki*aran di*ebut langkah atau arak ulir P &pit%h'! "ika langkah ulir ter*ebut tetap maka berarti bah+a P untuk *emua ari/ari dalam baling/baling demikian itu *ama.
2.1.> Karakteri*tik Baling/Baling Seara umum karakteri*tik dari baling/baling kapal pada kondi*i open +ater te*t adalah *eperti yang direpre*enta*ikan pada diagram K= 4 KC 4 ". Setiap tipe dari ma*ing/ma*ing baling/baling kapal0 memiliki karakteri*tik kura kinera yang berbeda/beda. Sehingga kaian terhadap karakteri*tik baling/ baling kapal tidak dapat di/generali*ed untuk ke*eluruhan bentuk atau tipe dari baling/baling. Model per*amaan untuk karakteri*tik kinera baling/baling kapal adalah *ebagai berikut :
(imana:
K=
D Koefi*ien gaya dorong baling/baling
KC
D Koefi*ien tor*i baling/baling
"
a
(
D diameter propeller
n
D putaran propeller
=
D thrust propeller
C
D tor#ue propeller
E
D ma**a eni* fluida @ luid density'
D Koefi*ien ad*an%ed baling/baling D keepatan ad*an%ed
'.' Computational lui! D"nami#s $CD% Computational Fluid +ynami%s &CF+' ,>-0 merupakan *alah *atu abang dari mekanika fluida yang menggunakan metode numerik dan algoritma untuk menyele*aikan dan menganali*a perma*alahan yang berhubungan dengan aliran fluida. =uuan dari CF+ adalah untuk mempredik*i *eara akurat tentang aliran fluida0 perpindahan pana*0 dan reak*i kimia dalam *i*tem yang komplek*0 yang melibatkan *atu atau *emua fenomena di ata*. Ada beberapa keuntungan dari 56( berda*arkan pendekatan ek*perimen untuk de*ain *i*tem fluida antara lain: Meminimumkan biaya dan +aktu dalam mende*ain *uatu produk0 ika pro*e* de*ain ter*ebut dilakukan dengan ui ek*perimen dengan akura*i tinggi. Mempunyai kemampuan *i*tem *tudi yang dapat mengendalikan perobaan yang *ulit atau tidak mungkin dilakukan melalui ek*perimen. Mempunyai kemampuan untuk *i*tem *tudi di ba+ah kondi*i berbahaya pada *aat atau *e*udah mele+ati titik kriti* @terma*uk *tudi ke*elamatan dan *kenario keelakaan. Keakuratannya akan *elalu dikontrol dalam pro*e* de*ain.
'. Teori aling)baling
(alam =eori baling/baling,3-0 diela*kan bah+a pada a+alnya teori baling/baling diela*kan dengan ara yang *angat *ederhana0 yaitu berda*arkan prin*ip kera mur dan baut @ s%rew nut'. Menurut teori ini0 effi*ien*i baling/baling dapat dihitung dengan per*amaan :
'., Ka/itasi
Kaita*i dapat didefini*ikan *ebagai pro*e* dari tahapan fa*e uap air *ebuah airan ketika *ubek ter*ebut mereduk*i tekanan pada *uhu lingkungan yang kon*tan. (emikian0 pro*e* dari pemana*an dalam airan merupakan ha*il dari reduk*i tekanan daripada penambahan pana*. Bagaimana pun0 *eara fi*ika dan termodinamika pro*e* ter*ebut *ama dalam beberapa hal. Pada propeller *endiri ketika tekanan turun mendekati nol maka akan mengakibatkan teradinya gelembung air0 *edangkan apabila tekanan terlalu tinggi dapat menyebabkan aliran yang tidak beraturan. Seara teori kaita*i yang teradi pada propeller di*ebabkan oleh naiknya keepatan yang menyebabkan penurunan tekanan. Pada aliran yang ukup tinggi0 airan pada bagian pangkal0 ketika mengalami keepatan tinggi dan tekanan rendah maka akan mulai mendidih. Gelembung 4 gelembung keil terbentuk lalu merekapun berampur dengan uap dingin dan mengakibatkan difu*i udara dalam bentuk airan. Berikut merupakan beberapa langkah untuk mengurangi teradinya kaita*i pada propeller0 khu*u*nya pada kapal *elam.
1. Mengurangi -a0a &a'e-In!u#e! propeller
Parameter yang *angat penting haru* diperhatikan pada gaya induk*i propeller yaitu bidang bangunan itu *endiri yang mana *angat banyak *ebab yang akan ditimbulkan. Meningkatkan umlah daun propeller akan dapat mengurangi gaya yang tidak *tabil dari *etiap daun propeller, namun tidak *emua gaya yang tidak *tabil dapat aliran dapat terata*i. Penambahan pada diameter propeller mungkin akan menambah atau uga mengurangi gaya yang tidak *tabil tergantung pada di*trib u*i radial dari bidang bangunan yang mengalirkan gaya yang tidak *tabil.
'. Distribusi Ske2 Pit3!2 dan C!amber Aplika*i dari di*tribu*i *ke+ dapat mengurangi beberapa hal yaitu pertama fluktua*i pada thrust dan tor#ue dan peningkatan kaita*i pada lingkungan *eperti pada umumnya yang teradi pada kapal yang berada dipermukaan. 'amun0 dengan penambahan *udut *ke+ yang dibutuhkan dapat mempengaruhi teradi pengurangan fluktua*i thrust dan tor#ue *eara *ignifikan uga berma*alah pada kelenturan uga tegangan pada badan propeller itu *endiri. . Daun 4rt!ogonal dan Distribusi Sirkulasi
(engan memperhatikan beban pada tip dan root dimana memiliki margin kaita*i yang ukup be*ar. Sekarang tidak terlalu berar ti untuk memperkenalkan *irkula*i *ebagai fung*i dari radiu*0 *ebagai gantinya dalam di*tribu*i *irkula*i aliran diperkenalkan daun propeller orthogonal. Bentuk ini dipergunakan *ebagai permukaan yang akan dile+ati oleh aliran helooidal melalu daun propeller! &al ini akan membuat di*trib u*i aliran yang tidak *tabil akan berkurang dibandingkan propeller pada umumnya.
BAB ! M%=<(<)
.1 Materi Penelitian Studi Literature Materi penelitian yang dimak*ud dalam penelitian ini meliputi data/ data yang ber*ifat primer dan *ekunder *erta teori dan referen*i yang menadi da*ar dalam penelitian ini. .1.1 Data 5data Penelitian a
(ata Primer
(ata 4 data yang dikumpulkan antara lain meliputi : 1!
rin%iple +imension dari ropeller modelling reeren%es .
2.
Kondi*i Bata* pada penentuan input CFX Sotware!
b
(ata Sekunder #ntuk data/ data yang ber*ifat *ekunder antara lain :
(ata pendukung untuk penggunaan data de*ain propeller !
.1.' Teori dan 6e"erensi Penelitian =eori da*ar dan referen*i/ referen*i yang diadikan da*ar mengolah dan membaha* data/ data penelitian antara lain : 1.
=inauan (e*ain pada propeller!
2.
=inauan mengenai propul*i kapal *elam!
!.
=inauan mengenai CF+!
$.
=eori ropeller F Baling/baling
>.
=inauan mengenai bata*an F input CFX!
.' 7aktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilak*anakan dari tanggal April 281> *ampai dengan Agu*tu* 281>. Penelitian dilakukan di )aboratorium 5A( =eknik Perkapalan0 #nier*ita* (iponegoro
. Pengumpulan Data
(alam pengambilan data metode yang digunakan antara lain : !.!.1 (ata Primer
2nd Design Au – 1st Design BSeries Propeller Propeller 1
2
Outline Gawn Series Propelle r3
#
Diameter (Relative) Pitc Rati! S"ew#
0.94 1.04
1 1.09
0.94 1.21
1.0125 1.09
Degree Blade Area
31.6
29.7
31.4
29.6
Rati! $!% O& Blade
0.61 7
0.59 8
0.59 7
0.59 8
Berikut data ukuran utama dan gambar !( kapal *elam yang digunakan untuk pema*angan propeller : "ype o Ship
:
.ength o*er all
@)
MI(G%= type 1>8
:
29038
m
Breadth
@B
:
!02$
m
+epth
@&
:
$0!
m
..' Data Sekunder #ntuk mempelaari perma*alahan be*erta *olu*inya telah dilakukan pembelaaran dengan menggunakan berbagai referen*i baik berupa buku0 artikel0 maalah dan urnal mengenai geometri0 pro*e* peranangan0*imula*i 56(0 dan penggunaan propeller pada kapal yang didapatkan dari internet atau meminam buku ke perpu*takaan Program Studi S1 =eknik Perkapalan #'(IP .
., Analisa dan Pengola!an Data Anali*a dan pengolahan data dimulai dengan tahapan *ebagai berikut:
1. Pembuatan Model a. Pemodelan menggunakan /pen Sour%e Sotware b. alida*i model baling/baling Ansys CFX
'. Simulasi CFD (CF8* (alam *imula*i model 56(0 beberapa hal yang dilakukan adalah: a. =ahap re ro%essor Pembentukan benda dan daerah di*ekeliling benda *ebagai domain komputa*i Pembentukan grid generation atau membagi domain menadi bagian yang lebih keil & su(domain ' Penentuan *ifat/*ifat fluida *eperti den*ita*0 i*ko*ita*0 temperature dan lain/lain Penentuan kondi*i bata* model0 loka*i pembuatan kondi*i bata* model haru* ditentukan baik pada *ekeliling benda maupun aliran yang diperhitungkan b. =ahap Sol*er anager Setelah tahap pre pro%essor *ele*ai0 dilanutkan dengan pro*e* perhitungan @running simulation pada *ole manager . =ahap ost ro%essor Setelah tahap *oler manager *ele*ai0 pengambilan data baik data perhitungan maupun i*uali*a*i dapat diambil pada tahap po*t proe**or
. Kesimpulan +asil Simulasi dan 9ksperimen
Diagram Alir ( low C(art%
