Rahmad Patarru D331 07 022 BAB I PENDAHULUAN I.1
Latar Belakang Sistem instalasi perpipaan merupakan jalur pipa yang berfungsi untuk mengantarkan
atau mengalirkan suatu fluida dari tempat yang lebih rendah ke tujuan yang diinginkan dengan bantuan mesin atau pompa. Sistem perpipaan harus dilaksanakan sepraktis mungkin dengan minimum bengkokan dan sambungan las atau brazing, sedapat mungkin dengan flens atau sambungan yang dapat dilepaskan dan dipisahkan bila perlu. Semua pipa harus dilindungi dari kerusakan mekanis. Sistem perpipaan ini harus ditumpu atau dijepit sedemikian rupa untuk menghindari getaran. Sambungan pipa melalui sekat yang diisolasi harus merupakan sambungan flens yang diijinkan dengan panjang yang cukup tanpa merusak isolasi. Peletakan komponen yang akan disambungkan dengan pipa perlu diperhatikan untuk mengurangi hal-hal yang tidak diinginkan seperti : panjang pipa yang berlebih, susunan yang kompleks, menghindari pipa melalui daerah yang tidak boleh ditembus, menghindari penembusan terhadap struktur kapal, dan lain - lain. Diagram pipa menggambarkan komponen sistem dan hubungannya satu sama lain dalam bentuk skematik. Kualitas dan kejelasan diagram pipa sangat penting karena gambar diagram memberikan informasi bermacam-macam fungsi selama perencanaan, pembangunan dan operasional kapal dan memberikan pengertian awal bagaimana sistem tersebut berjalan dan menerangkan hubungan dengan sistem lainnya. I.2
Rumusan Masalah Masalah yang akan dibahas yaitu bagaimana cara mendesain instalasi sistem
perpipaan di kapal yang baik dan benar sesuai dengan kebutuhan dan persyaratan yang telah ditentukan oleh biro klasifikasi. I.3
Batasan Masalah Agar pembahasan dalam laporan ini tidak meluas, maka perlu diberi batasan antara
lain sebagai berikut : 1. Tipe kapal General Cargo 8220 Ton. 2. Sistem instalasi yang direncanakan adalah sanitari air tawar dan air laut.
Desain Kapal IV
1
Rahmad Patarru D331 07 022 I.4
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan pembuatan laporan adalah : 1. Sebagai syarat kelulusan mata kuliah ”Desain Kapal IV (330 D 3303)”. 2. Untuk mengetahui sistem instalasi perpipaan mulai dari kamar mesin sampai ke dek - dek yang membutuhkan. I.5
Sistematika Penulisan BAB I
PENDAHULUAN Pendahuluan mencakup latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah maksud dan tujuan serta sistematika penulisan laporan.
BAB II LANDASAN TEORI Membahas tentang pengelompokan sistem instalasi perpipaan dikapal, klasifikas umum yang memberikan aturan - aturan tentang suatu instalasi pipa dan tentang sistem sanitari air tawar di kapal BAB III PENYAJIAN DATA Menyajikan ukuran utama BAB IV PEMBAHASAN Meliputi perhitungan volume hidrofor, daya pompa dan perhitungan diameter pipa BAB V PENUTUP Penutup berisikan kesimpulan
Desain Kapal IV
2
Rahmad Patarru D331 07 022 BAB II LANDASAN TEORI II.1 Persyaratan Sistem Perpipaan Diatas Kapal Sistem instalasi perpipaan di kapal dapat dikelompokkan dalam beberapa kelompok layanan di atas kapal, antara lain : 1. Layanan Permesinan; yang termasuk disini adalah sistem-sistem yang akan melayani kebutuhan dari permesinan dikapal (main engine dan auxilliary engine) seperti sistem start, sistem bahan bakar, sistem pelumasan dan sistem pendingin. 2. Layanan penumpang & kru; adalah sistem yang akan melayani kebutuhan bagi seluruh penumpang dan kru dari kapal dalam hal untuk kebutuhan air tawar dan sistem sanitari/drainase. 3. Layanan keamanan; adalah sistem instalasi yang akan menjamin keselamatan kapal selama pelayaran meliputi : sistem bilga dan sistem pemadam kebakaran. 4. Layanan keperluan kapal; adalah sistem instalasi yang akan menyuplai kebutuhan untuk menjamin stabilitas dan keperluan kapal meliputi sistem ballast dan sistem pipa kargo untuk kapal tanker. Suatu sistem instalasi perpipaan yang terdiri dari peralatan – peralatan yang digunakan pada suatu sistem di kapal, klasifikasi umumnya memberikan ketentuanketentuan yang harus dipenuhi sebagai berikut : 1. Sambungan-sambungan pipa berupa sambungan flens harus digunakan untuk sambungan pipa yang dapat dilepas. Ikatan ulir hanya dapat dipergunakan untuk diameter luar sampai dengan 2 inchi. 2. Ekspansi dari sistem perpipaan yang disebabkan kenaikan suhu atau perubahan bentuk lambung, harus diimbangi sedapat mungkin dengan lengkungan-lengkungan pipa, pipa kompensator ekspansi, sambungan-sambungan yang menggunakan penahan packing dan cara yang sejenis. 3. Pipa yang harus melalui sekat-sekat, atau dinding-dinding, harus dibuat secara kedap air atau kedap minyak. Lubang-lubang baut untuk sekrup atau baut-baut pengikat tidak boleh terletak pada dinding-dinding tangki.
Desain Kapal IV
3
Rahmad Patarru D331 07 022 4. Sistem pipa di sekitar papan penghubung, harus terletak sedemikian rupa agar dapat menghindari kemungkinan kerusakan pada instalasi listrik, apabila terjadi kebocoran pada pipa. 5. Pipa udara, duga, limpah maupun pipa yang berisikan zat cair yang berlainan tidak boleh melalui tangki-tangki air minum, air pengisi ketel dan minyak pelumas. Bilamana hal tersebut tidak dapat dihindarkan, pengaturan penembusan pipa-pipa tersebut pada tangki harus ditentukan bersama dengan pihak klasifikasi. Semua pipa yang melalui ruang muat/bak rantai harus dilindungi terhadap benturan dan kerusakan dengan diselubungi. 6. Sistem pipa pengeringan dan ventilasi direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat mengkosongkan, mengalirkan dan memberi ventilasi pada sistem tersebut. sistem pipa dimana ada cairannya dapat berkumpul dan mempengaruhi cara kerja mesin, harus dilengkapi dengan alat pengering khusus, seperti pipa uap dan pipa udara bertekanan. 7. Semua jaringan pipa harus ditunjang pada beberapa tempat untuk mencegah pergeseran dan lenturan, jarak antara penunjang pipa ditentukan oleh diameter dan massa jenis media yang mengalir. Jika system jaringan pipa dilalui oleh fluida yang panas, maka penunjang pipa diusahakan sedemikian rupa sehingga tidak menghalangi thermal ekspansion. 8. Sea chest pada lambung kapal harus diatur pada kedua sisi kapal dan dipasang serendah mungkin, dan dilengkapi dengan pipa-pipa uap atau pipa udara dengan diameter disesuaikan dengan besarnya sea chest dan paling kecil 30 mm, yang dapat ditutup dengan katup dan dipasang sampai di atas geladak sekat. Juga dilengkapi dengan saringan air laut untuk mencegah masuknya kotoran yang akan menyumbat saluran. 9. Pipa-pipa uap atau udara bertekanan berfungsi sebagai pelepas uap di sea chest dan membersihkan saringan kotak air laut (Strainer). Pipa uap atau pipa udara bertekanan tersebut harus dilengkapi dengan katup-katup yang melekat langsung pada sea chest. Umumnya pipa udara pembersih (blow off) sea chest bertekanan 2 – 3 kg/cm2.
Desain Kapal IV
4
Rahmad Patarru D331 07 022 10. Katup-katup lambung kapal harus mudah dicapai, katup-katup pemasukan dan pengeluaran air laut harus mudah dilayani dari pelat lantai. Kran-kran pada lambung kapal pengaturannya harus sedemikian rupa, sehingga pemutarannya hanya dapat dibuka, ketika kran-kran tersebut dalam keadaan tertutup. Pada pemasangan hubungan-hubungan pipa dengan lambung dan katup-katup, dipasang sedemikian rupa sehingga tidak terjadi perembesan/air yang mengalir. 11. Katup-katup lambung kapal harus mudah dicapai, katup-katup pemasukan dan pengeluaran air laut harus mudah dilayani dari pelat lantai. Kran-kran pada lambung kapal pengaturannya harus sedemikian rupa, sehingga pemutarannya hanya dapat dibuka, ketika kran-kran tersebut dalam keadaan tertutup. Pada pemasangan hubungan-hubungan pipa dengan lambung dan katup-katup, dipasang sedemikian rupa sehingga tidak terjadi perembesan/air yang mengalir. 12. Lubang saluran pembuangan dan pembuangan saniter tidak boleh dipasang di atas garis muat kosong (empty load water line) di daerah tempat perluncuran sekoci penolong atau harus ada alat pencegah pembuangan air ke dalam sekoci penolong. Lokasi lubang harus diperhitungkan juga dalam pengaturan letak tangga kapal dan tangga pandu. 13. Pipa pembuangan yang keluar dari ruangan dibawah geladak lambung timbul dan dari bangunan atas dan rumah geladak yang tertutup kedap cuaca, harus dilengkapi dengan katup searah otomatis yang dapat dikunci dari tempat yang selalu dapat dikunci dari tempat yang selalu dapat dicapai di atas geladak lambung timbul. Alat penunjuk bahwa katup terbuka atau tertutup harus disediakan pada tempat penguncian. II.2 System Sanitary Sistem sanitary merupakan system yang pada dasarnya adalah untuk melayani keperluan air di kapal, baik itu bagi keperluan anak buah kapal untuk minum, memasak, mandi, cuci dan mesin maupun kapal sendiri. Sistem layanan yang diperlukan baik itu air laut maupun air tawar akan didistribusikan ke tempat-tempat di setiap geladak yang memerlukan antara lain : tempat cuci (laundry), dapur, kamar mandi dan WC, pencucian geladak dan untuk pendinginan mesin.
Desain Kapal IV
5
Rahmad Patarru D331 07 022 II.2.1 System Layanan Air Tawar Sistem layanan air tawar di kapal umumnya dialirkan dari tangki induk (storage tank) dihisap dengan menggunakan pompa ke tangki-tangki dinas (service). Dan dari tangki ini kemudian air tawar didistribusikan ke pemakai, dalam hal ini biasanya tangki service ini terletak pada top deck dengan sistem gravitasi. Sistem ini digunakan pada kapal-kapal dengan ukuran kecil atau kapal yang tidak menggunakan sistem hydrophore. Kapasitas dari tangki service ini berkisar antara 1 s/d 3 m3. pada tangki ini dilengkapi dengan pipa udara, over flow pipe. Untuk kapal yang berlayar pada daerah beriklim dingin maka tangki ini harus dilengkapi dengan pemanas (heater) dan dilapisi dengan thermal insulation untuk mencegah terjadinya pembekuan air pada tangki. Pada sistem air tawar dengan sistem hydrophore apabila letak tangki air tawar berada di double bottom maka air tawar tersebut dipompa dengan pompa air tawar hydrophore menuju ke tangki hydrophore. Biasanya sebelum pompa terdapat filter (saringan) yang berfungsi untuk mencegah kotoran-kotoran masuk ke pompa dan instalasi pipa. Kemudian dari tangki hydrophore ini didistribusikan ke pemakaian seperti deck-deck akomodasi, dan deck lainnya, shower-shower dan pencucian-pencucian, tergantung dari lokasi pemakaian.
Gambar 1 : Diagram Pipa Sistem Air Tawar ( Machinery Outfitting Design )
Desain Kapal IV
6
Rahmad Patarru D331 07 022 II.2.2 System Layanan Air Laut Untuk sistem layanan air laut, air laut dihisap langsung dari seachest dengan menggunakan pompa sentrifugal dan dialirkan melalui bentangan jaringan pipa menuju ke tangki harian (service tank) dan dari sinilah air mengalir secara gravitasi ke pemakai pada setiap deck. Service tank ini dilengkapi dengan pipa limpah (overflow pipe) yang berfungsi sebagai saluran pembuangan. Pada saluran pembuangan ini terdapat katup yang berfungsi untuk mengontrol permukaan air pada tangki. Selain sistem gravitasi, layanan air laut juga dapat disupplai dengan sistem hydrophore. Dimana air dimasukkan dengan pompa yang digerakkan dengan elektromotor melalui katup dan katup non-return valve (katup aliran searah) ke tangki hydrophore. Pada saat permukaan air bertambah di dalam tangki, tekanan udara di dalamnya juga naik dan membentuk bantalan udara, pada suatu tekanan tertentu pressure relay akan memutuskan hubungan melalui switchesoff pada elektro motor, sehingga menghentikan suplai air ke dalam tangki. Karena tekanan udara pada tangkilah yang menyebabkan air disalurkan melalui jaringan pipa ke pemakaian. Bila air digunakan maka tekanan didalam tangki menjadi turun, apabila tekanan sirkulasi pemanas air menggunakan 2 set pompa type sentrifugal dengan penggerak elektromotor, dimana 1 (satu) stand-by tetapi didisain jalur by-pass agar dapat bersirkulasi secara alami. Dan kapasitas untuk mensupplai layanan akomodasi dan air sealing purifier adalah 5 - 30 m3/h dengan head total 35 - 40 mAg. Kapasitas ditentukan berdasarkan pada kebutuhan aliran maksimum.nilai kapasitas pompa untuk accomodation yaitu 5 – 10 m3/h. Untuk perlengkapan mesin pendingin kirakira 10 m3/h. Untuk alat pendingin yang mendinginkan fluida pendingin kira-kira 5 m3/h. Total head ditentukan berdasarkan tekanan pada peralatan-peralatan kira-kira 1 kg/cm2. Lokasi peralatan tersebut dan tekanan yang hilang dalam pipa. Head dikatakan normal antara 35 – 40 mAq. II.2.3 Tangki Hydrophore Secara umum dapat dikatakan bahwa sistem layanan air tawar harus terdapat komponen seperti tangki, pompa dan tangki hydrophore, dimana pompa tersebut distart dan distop pada saat pengisian hydrophore secara otomatis karena pendeteksian berkurangnya tekanan pada tangki. Adapun sistem air tawar ini terdiri sistem air minum,
Desain Kapal IV
7
Rahmad Patarru D331 07 022 sistem air tawar, sistem pemanas air. Sistem ini menggunakan 2 buah pompa sentrifugal berpenggerak elektromotor dimana 1 (satu) stand-by. Pipa-pipa instalasi untuk pipa induk material pipa yang digunakan adalah pipa baja yang digalvanis dengan diameter kira-kira 50 mm dan diameter pipa cabang antara 13 s/d 38 mm. kecepatan aliran air pada pipa-pipa induk pengisapan berkisar 0,75 - 1,0 m/s dan 1,0 – 1,2 m/s untuk bagian discharge (semprotan). Sedangkan untuk aliran-aliran pada pipa-pipa cabangan discharge 1 – 2 m/s.
Gambar 2 : Sketsa Tangki Hydrophore ( Machinery Outfitting Design ) Gambar diatas ini adalah gambar tangki hydrophore. Kapasitas tangki hydrophore dan tekanan untuk start dan stop bagi pompa dapat diketahui dengan perhitungan :
( Dimana;
II.2.3.1
)
V
= kapasitas tangki (m3)
q
= Jumlah air untuk supplai (m3)
P1
= Tekanan pompa untuk posisi stop (kg/cm2)
P2
= Tekanan pompa untuk posisi start (kg/cm2)
a
= 1,5 jumlah air yang tersedia di dalam tangki hydrophore
Prinsip Kerja Sistem Hydrophore
Pada tangki hydrophore diberi udara bertekanan sesuai dengan kebutuhan kerja. Air dipompakan kedalam tangki dengan tekanan tangki yang sudah ditetapkan, sehingga
Desain Kapal IV
8
Rahmad Patarru D331 07 022 tekanan pompa harus lebih besar dari tekanan udara didalam tangki pada kondisi air didalam tangki penuh (high level). Sistem pompa ini distart dan distop secara otomatis karena deteksi/system kontrol tekanan pada tangki hydrophore. Air ini didistribusikan ke geladak-geladak yang memerlukan tanpa pemompaan karena tekanan yang bekerja pada tangki sudah mampu mendesak air untuk didistribusikan walaupun perbedaan ketinggian air yang disalurkan tersebut. Apabila penyaluran air tidak tercapai maka tekanan udara didalam pompa ditambahkan lagi. II.2.4 Pipa Limbah (Sewage Pipa) Jumlah WC yang diisyaratkan untuk awak kapal adalah satu WC untuk 10 s/d 15 orang. Jika ruang akomodasi awak kapal berlainan tempat pada kapal, maka mangkuk jamban disediakan untuk tiap-tiap bagian tapi bagaimanapun juga jumlahnya tergantung pada penumpang akomodasi di kapal. Menurut MARPOL Annex IV, jaringan pipa pembuangan kotoran yang di pasang berdiameter luar 210 mm. Pipa tersebut harus sependek mungkin, elbow dari lengkungan sedapat mungkin sedikit dan derajat kemiringan paling sedikit 0.05. Jaringan pipa pembuangan kotoran dipasang di lambung kapal kira-kira 300 mm di atas garis muat dan mulainya pembengkokan tidak kurang dari 500 mm dari sisi kapal. Letak pembuangan pada lambung harus disesuaikan dengan Requirement of 1966 Load Convention Regulation 22. Sebuah swing check valve (strom valve) di pasang pada saluran keluar untuk menjaga agar air laut jangan sampai masuk pada keadaan cuaca buruk. Jika saluran keluar dari pada jaringan pipa pembuangan kotoran berlokasi dibawah water line maka sebuah gate valve pada jaringan pipa pada lambung kapal dipasang sebelum swing check valve. Pipa pembuangan kotoran yang melewati ruang muat harus dilindungi terhadap bahaya kerusakan pada waktu bongkar muat. Pipa-pipa pembuangan kotoran tidak boleh melewati ruangan tempat tinggal, gudang, perbekalan, ruang makan, dapur, tangki air tawar. Saluran pengeluaran sistem sanitary tidak boleh disekitar ruangan dan saluran masuk air laut. Tidak dianjurkan menghubungkan jaringan pipa pembuangan kotoran dan sanitary. Pipa-pipa pembuangan kotoran dapat dibersihkan dengan kotoran dengan sistem air laut utama.
Desain Kapal IV
9
Rahmad Patarru D331 07 022 II.3 Komponen Instalasi Perpipaan II.3.1 Pipa Pipa adalah suatu batang silinder berongga yang dapat berfungsi untuk dilalui atau mengalirkan zat cair. Jenis pipa yang terdapat dikapal memiliki beragam senis ditinjau dari material pipa sesuai dengan kegunaannya. Material pipa dikapal pada umumnya terbuat dari baja galvanis, baja hitam, baja campuran, stainless steel, kuningan, tembaga ataupun alumunium. Pada kegunaan tertentu terdapat pula pipa yang terbuat dari bahan non metal seperti rubber hose , gelas dan PVC . Diameter pipa yang digunakan beragam sesuai dengan kebutuhan di tiap tiap geladak. II.3.2 Pipe Fitting Untuk instalasi pipa dikapal tentu pipa-pipa tersebut tidak hanya pipa lurus melainkan terdapat belokan , cabang, mengecil, naik dan turun. Panjang dari pipa pun beraneka ragam ada yang panjang ataupun pendek. Berkaitan dengan hal ini maka kita akan mengenal beberapa jenis sambungan pipa seperti sambungan ulir, sambungan shock, sambungan dengan las (butt welded) dan sambungan dengan menggunakan flange. Selain itu dikenal juga istilah belokan atau ellbow, cabang T atau tee, cabang “Y” dan ada juga pipa yang diameternya mengecil disebut reducer. Pada perencanaan ini,digunakan : a. Elbow Elbow adalah pipe fitting yang berbentuk siku yang berfungsi untuk membelokkan aliran fluida. b. Branch Connection/ Cross pipe Branch connection berfungsi untuk membagi aliran fluida. c. Tee Membagi Aliran pipa sedemikan rupa membentuk huruf T d. Flange Alat penyambung pipa dengan menggunakan baut atau metode mooring. Flens mampu menerima gaya yang besar tanpa menyebabkan sambungan bocor. II.3.3 Katup dan Flens Pada perencanaan system sanitary, digunakan 3 jenis katup yaitu globe valve, angle valve dan check valve. Globe valve merupakan katup yang dirancang untuk membuka & menutup serta mengatur besar kecilnya aliran fluida, angle valve termasuk
Desain Kapal IV
10
Rahmad Patarru D331 07 022 jenis globe valve yang dapat digunakan untuk mengubah aliran sebesar 90o sedangkan check valve mempunyai fungsi untuk mengalirkan fluida hanya ke satu arah dan mencegah aliran ke arah sebaliknya. II.3.4 Strainer Strainer merupakan alat sejenis penyaring yang terdapat pada bagian ujung selang hisap. Fungsi strainer ini adalah agar pada saat pompa menghisap air, kotoran atau material yang lain tidak ikut terhisap ke dalam pompa yang dapat mengakibatkan kerusakan impeler pompa. II.4 Kerangka Berpikir Berdasarkan hasil uraian diatas, maka sebagai kerangka pikir dari penulisan laporan ini adalah sebagai berikut : Mulai
Input data : Dimensi utama kapal Penentuan volume tangki hydrophore
Penentuan daya pompa Penentuan diameter pipa
Perencanaan gambar instalasi
kesimpulan selesai
Desain Kapal IV
11
Rahmad Patarru D331 07 022 BAB III PENYAJIAN DATA Diketahui data kapal sebagai berikut : LBP
= 110.30
m
LWL
= 113.06
m
B
= 18
m
T
= 7.2
m
H
= 9
m
v
= 16
knot
Displacement
= 10508.01
ton
DWT
= 8220
ton
BHP
= 3800
kW
= 5096
Hp
Desain Kapal IV
12
Rahmad Patarru D331 07 022 BAB IV PEMBAHASAN IV.1. Pompa Penyuplai Air Tawar IV.1.1 Penentuan Laju Aliran Pompa Dalam perancangan diketahui volume air tawar untuk konsumsi 43.55 ton, sedangkan lama pelayaran 4 hari. Maka jumlah air tawar yang harus disuplai ketangki harian dalam hal ini hydrophore yaitu 10.89 ton per hari. Karena hydrophore diisi setiap 8 jam, maka volume air yang dipindahkan 3.27 ton dengan lama pemompaan yaitu 60 menit. Dari data tersebut maka diperoleh laju aliran pompa yaitu 3.27 m3/jam. (Q = 3.27 m3/jam) IV.1.2 Penentuan Volume Tangki Hydrophore Dalam buku "Machinery Outfitting Design Manual" hal 61, volume tangki hydrophore dapat dihitung dengan menggunakan formula :
( dimana :
)
q = volume air yang disuplai oleh pompa dalam waktu 1 - 2 menit (0.109 m3) P1 = tekanan pompa untuk posisi stop ( 4.5 kg/cm2 ) P2 = tekanan pompa untuk posisi star ( 3 kg/cm2 ) a
= jumlah air yang tetap dalam tangki hydrophore ( 1.5 )
sehingga : V = 0.489 m3 Dengan demikian volume tangki hydrophore yang digunakan yaitu 500 liter. Dari brosur didapatan spesifikasi hydrophore/pressure tank yaitu : Merk
: TAIKO
Model
: VPT 500 N
IV.1.3 Penentuan Daya Pompa Untuk menghitung daya pompa diberikan formula sebagai berikut :
Desain Kapal IV
13
Rahmad Patarru D331 07 022 dimana : Q = laju aliran pompa
(3.27 m3/jam)
ρ = massa jenis air tawar ( 1000 kg/m3) η = total efisiensi pompa
( 0.7 )
H = head total pompa Dalam buku "Machinery Outfitting Design Manual" hal 61, head total pompa biasanya berkisar antara 40 sampai 50 meter untuk sistem hydrophore dan 30 sampai 40 meter untuk continous running system. Karena dalam perencanaan menggunakan hydrophore, maka head total dari pompa yang digunakan yaitu 45 meter. Sehingga didapat total daya pompa yaitu : N = 0.778 HP = 0.580 kW IV.1.4 Penentuan Diameter Pipa Cabang Diameter pipa cabang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : Q=A.v Berdasarkan brosur pressure tank, diameter pipa utama yaitu 32 mm dengan kecepatan aliran 2 m/s, maka didapat luas permukaan aliran yaitu : A = π/4 . D2 = 0.0008 m2 sehingga debit aliran yang keluar dari pressure tank yaitu : Q = A. v = 0.0008 m3/s = 5.79 m3/jam Debit aliran pipa cabang untuk tiap deck (Main deck – Poop deck – Boat Deck) yaitu : Q = Q1 + Q2 + Q3 dimana : Q1
= Q2
= Q3
Q
= 3Q1
Q1
= 1.93 m3/jam
Desain Kapal IV
14
Rahmad Patarru D331 07 022 Sehingga diameter pipa cabang untuk tiap deck yaitu : Q1
=A.v
A
= Q1 / v = 2.6795 x 10-4 m2
D2
=A/( ⁄ )
D
= 0.018 m = 18 mm = 20 mm (diameter pipa yang digunakan)
Selain pipa cabang untuk tiap deck, ada juga pipa yang digunakan untuk menyuplai air ke ruangan-ruangan sesuai perancangan di setiap deck. 1. Main Deck Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di main deck : Q1 = Q1a+Q1b+Q1c+Q1d+Q1e+Q1f+Q1g+Q1h+Q1i dimana :
Q1a = Q1b = Q1c = Q1d = Q1e = Q1f = Q1g = Q1h = Q1i Q1
= 9 Q1a
Q1a = 0.643 m3/jam Sehingga diameter pipa : Q1a = A . v A
= Q1a / v = 8.9 x 10-5 m2
D2
=A/( ⁄ )
D
= 0.011 m = 11 mm = 15 mm (pipa yang digunakan)
2. Poop Deck Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di poop deck : Q2=Q2a+Q2b+Q2c+Q2d+Q2e+Q2f+Q2g+Q2h+Q2i+Q2j+Q2k+Q2l+Q2m
Desain Kapal IV
15
Rahmad Patarru D331 07 022 dimana : Q2a = Q2b = Q2c = Q2d = Q2e = Q2f = Q2g = Q2h = Q2i = Q2j= Q2k = Q2k = Q2l = Q2m Q2
= 13 Q2a
Q2a = 0.445 m3/jam Sehingga diameter pipa : Q2a = A . v A
= Q2a / v = 6.2 x 10-5 m2
D2
=A/( ⁄ )
D
= 0.009 m = 9 mm = 10 mm (pipa yang digunakan)
3. Boat Deck Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di boat deck : Q3=Q3a+Q3b+Q3c+Q3d+Q3e+Q3f+Q3g+Q3h+Q3i+Q3j+Q3k+Q3l+Q3m+Q3n+Q3o dimana : Q3a = Q3b = Q3c = Q3d = Q3e = Q3f = Q3g= Q3h = Q3i = Q3j = Q3k = Q3l = Q3m= Q3n = Q3o Q3
= 15 Q3a
Q3a = 0.386 m3/jam Sehingga diameter pipa : Q3a = A . v A
= Q3a / v = 5 x 10-5 m2
D2
=A/( ⁄ )
D
= 0.008 m = 8 mm = 10 mm (pipa yang digunakan)
IV.2
Pompa Penyuplai Air Laut
Desain Kapal IV
16
Rahmad Patarru D331 07 022 IV.2.1 Pompa Penyuplai Air Tawar Dalam buku ”Machinery Outfitting Design Manual” hal 62, laju aliran pompa sanitary ditentukan berdasarkan kebutuhan maksimu aliran yang dibutuhkan untuk melayani kebutuhan air sanitary dikapal. Nilai laju aliran pompa kurang lebih terdiri atas : Sanitary for accomodation
= 5 – 10;
dipilih = 5 m3/jam
Dengan demikian nilai laju aliran pompa : Q = 5 m3/jam IV.2.2 Penentuan Volume Hydrophore Dalam buku "Machinery Outfitting Design Manual" hal 61, volume tangki hydrophore dapat dihitung dengan menggunakan formula :
( dimana :
)
q = volume air yang disuplai oleh pompa dalam waktu 1 - 2 menit (0.167 m3) P1 = tekanan pompa untuk posisi stop ( 4.5 kg/cm2 ) P2 = tekanan pompa untuk posisi star ( 3 kg/cm2 ) a
= jumlah air yang tetap dalam tangki hydrophore ( 1.5 )
sehingga : V = 0.8 m3 Dengan demikian volume tangki hydrophore yang digunakan yaitu 1000 liter. Dari brosur didapatan spesifikasi hydrophore/pressure tank yaitu : Merk
: TAIKO
Model
: VPT 1000 T
IV.1.3 Penentuan Daya Pompa Untuk menghitung daya pompa diberikan formula sebagai berikut :
dimana : Q = laju aliran pompa
(5 m3/jam)
ρ = massa jenis air tawar ( 1000 kg/m3) η = total efisiensi pompa Desain Kapal IV
( 0.7 ) 17
Rahmad Patarru D331 07 022 H = head total pompa Dalam buku "Machinery Outfitting Design Manual" hal 61, head total pompa biasanya berkisar antara 40 sampai 50 meter untuk sistem hydrophore dan 30 sampai 40 meter untuk continous running system. Karena dalam perencanaan menggunakan hydrophore, maka head total dari pompa yang digunakan yaitu 45 meter. Sehingga didapat total daya pompa yaitu : N = 1.2202 HP = 0.910 kW IV.1.4 Penentuan Diameter Pipa Cabang Diameter pipa cabang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : Q=A.v Berdasarkan brosur pressure tank, diameter pipa utama yaitu 40 mm dengan kecepatan aliran 2 m/s, maka didapat luas permukaan aliran yaitu : A = π/4 . D2 = 0.0013 m2 sehingga debit aliran yang keluar dari pressure tank yaitu : Q = A. v = 0.0025 m3/s = 9.04 m3/jam Debit aliran pipa cabang untuk tiap deck (Main deck – Poop deck – Boat Deck) yaitu : Q = Q1 + Q2 + Q3 dimana : Q1
= Q2
= Q3
Q
= 3Q1
Q1
= 3.01 m3/jam
Sehingga diameter pipa cabang untuk tiap deck yaitu : Q1
=A.v
A
= Q1 / v = 4.19 x 10-4 m2
D2
=A/( ⁄ )
D
= 0.0231 m
Desain Kapal IV
18
Rahmad Patarru D331 07 022 = 23.1 mm = 25 mm (diameter pipa yang digunakan) Selain pipa cabang untuk tiap deck, ada juga pipa yang digunakan untuk menyuplai air ke ruangan-ruangan sesuai perancangan di setiap deck. 1. Main Deck Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di main deck : Q1 = Q1a+Q1b dimana :
Q1a = Q1b Q1
= 2 Q1a
Q1a = 1.507 m3/jam Sehingga diameter pipa : Q1a = A . v A
= Q1a / v = 2.1 x 10-4 m2
D2
=A/( ⁄ )
D
= 0.016 m = 16 mm = 20 mm (pipa yang digunakan)
2. Poop Deck Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di poop deck : Q2=Q2a+Q2b dimana : Q2a = Q2b Q2
= 2 Q2a
Q2a = 1.507 m3/jam
Sehingga diameter pipa : Q2a = A . v A
= Q2a / v
Desain Kapal IV
19
Rahmad Patarru D331 07 022 = 2.1 x 10-4 m2 D2
=A/( ⁄ )
D
= 0.016 m = 16 mm = 20 mm (pipa yang digunakan)
3. Boat Deck Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di boat deck : Q3=Q3a+Q3b+Q3c+Q3d+Q3e dimana : Q3a = Q3b = Q3c = Q3d = Q3e Q3
= 5 Q3a
Q3a = 0.603 m3/jam Sehingga diameter pipa : Q3a = A . v A
= Q3a / v = 8 x 10-5 m2
D2
=A/( ⁄ )
D
= 0.0103 m = 10.3 mm = 15 mm (pipa yang digunakan)
Berdasaran hasil perhitungan di atas, diperoleh tabulasi komponen dan pipa yang digunakan yaitu : Tabel 1 . Tabulasi Komponen pada sistem sanitary
Desain Kapal IV
20
Rahmad Patarru D331 07 022 Sanitary Air Tawar N Q V No Komponen (Daya Pompa) (m3/jam) (liter) `kW Hp 1 Pompa 3.27 0.580 0.778 2 Hydrophore 5.79 500 -
Sanitary Air Laut N Q V (Daya Pompa) (m3/jam) (liter) kW Hp 5 0.910 1.2202 9.04 1000 -
Tabel 2 . Tabulasi diameter pipa
No 1 2 3
Deck Main Deck Poop Deck Boat Deck
Sanitary Air Tawar Pipa Pipa Pipa Utama Cabang Suplai (mm) (mm) (mm) 32 20 15 32 20 10 32 20 10
Sanitary Air Laut Pipa Pipa Pipa Utama Cabang Suplai (mm) (mm) (mm) 40 25 20 40 25 20 40 25 15
Tabel 3. Tabulasi Jumlah Belokan No 1 2 3
Deck Main Deck Poop Deck Boat Deck
Sanitary Air Tawar Sambungan T Belokan 90o 14 15 19 19 21 22
Sanitary Air Laut Sambungan T Belokan 90o 2 4 2 4 5 13
Sedangkan katup-katup yang digunakan adalah 4 globe valve, 2 angle valve dan 4 check valve. Adapun komponen yang lain berupa strainer 3 buah dan bellmouth 2 buah.
BAB V PENUTUP
Desain Kapal IV
21
Rahmad Patarru D331 07 022 V.1
Kesimpulan
Dalam perencanaan sistem sanitari ini, digunakan sistem hydrophore sehingga tidak memerlukan tangki penampungan di atas deck
Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh volume tangki hydrophore untuk memenuhi kebutuhan air tawar 500 liter dan air laut 1000 liter.
Daya pompa yang dibutuhkan adalah 0.580 kW atau sama dengan 0.778 HP untuk sanitary air tawar dan 0.910 kW atau sama dengan 1.2202 HP untuk sanitary air laut.
Instalasi
pipa
yang
begitu
kompleks
membutuhkan
ketelitian
dalam
perencanaannya untuk mendapatkan instalasi yang tepat dan ekonomis.
DAFTAR PUSTAKA 1. The Marine Engineering Society in Japan, 1982, Machinery Outfitting Design Manual vol.1 Piping System for Diesel Ship
Desain Kapal IV
22
Rahmad Patarru D331 07 022 2. “Rules for Steel Seagoing Ship Volume III”, oleh Biro Klasifikasi Indonesia, Tahun 2007 3. “Marine Power Plant” oleh P. Akimov 4. Arsip
Desain Kapal IV
23
