MAKALAH HAMBAT HAMB ATAN AN KAPAL K APAL
“HAMBATAN “HAMBATAN TEKAN VISKOSITAS”
Makalah Ini Disusun Guna Memenuhi Me menuhi Tugas Tugas Hambatan Kapal
Disusun Oleh Kelompok 3: Karno Malau "hma# $ir#haus Gusti Mir%a &i%ka "%hari I'hsan "#itio Maran#ika "sa "ngga (ra#ipta
: 21090111200!0 : 21090111200! : 210901112001! : 2109011120022 : 21090111013 : 2109011130122 : 21090111200)!
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK PERKAPALAN UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2016 KATA KATA PENGANTAR PENG ANTAR 1
(u*i s+ukur semoga senantiasa terlimpahkan keha#irat "llah ,-T. /at +ang maha #ari segala maha salah satun+a men'iptakan manusia untuk #apat berpikir. erpikir untuk men'ari kebenaran tentang sebuah enomena ilmu pengetahuan +ang a#a #i muka bumi agar #apat terpe'ahkan #an menemukan solusi permasalahann+a. 'apan terima kasih kami berikan kepa#a pihak4 pihak +ang telah membantu #an men#ukung #alam pembuatan Makalah #engan *u#ul 5HAMBATAN VISKOSITAS6 ini sehingga kami #apat men+elesaikann+a #engan lan'ar tanpa hambatan +ang berarti. Terima kasih kepa#a (arlin#ungan Manik ,T MT selaku #osen pengampu mata kuliah Hambatan Kapal Orang Tua kami +ang selalu memberikan moti7asi #an #oa +ang tak pernah a#a hentin+a Kakak Tingkat +ang selalu member #ukungan #an arahan agar kar+a kami lebih baik. Demikian makalah ini kami susun semoga #apat membantu #alam pengembangan ilmu pengetahuan untuk meningkatkan kualitas mas+arakat In#onesia men*a#i lebih bera#ab #an #ihormati oleh bangsa4 bangsa lainn+a. (astin+a #alam kami men+usun kar+a ini ban+ak sekali kesalahan4 kesalahan baik #isenga*a maupun ti#ak #isenga*a. Kami mohon maa +ang sebesar4 besarn+a terima kasih.
,emarang 18 Maret 2018
(enulis
2
DAFTAR ISI
Halaman ,ampul...............................................................................................1 Kata (engantar..................................................................................................2 Datar Isi...........................................................................................................3 " I (en#ahuluan.......................................................................................... 1.
atar elakang..........................................................................................
2.
&umusan Masalah.....................................................................................8
3.
,asaran #an Tu*uan....................................................................................8
" II (embahasan......................................................................................... ! ". Deenisi Hambatan iskositas................................................................... ! . Hukum ,tokes #an Ke'epatan Terminal................................................... 9 ;. Hambatan iskositas <&7is= (a#a Kapal.................................................10 " II (enutup............................................................................................ .. 13 Datar (ustaka................................................................................................. 1
3
BAB I PENDAHULUAN 1. LATAR BELAKANG
Tahanan kapal laut atau sering #isebut hambatan kapal harus #i perhatikan #alam meran'ang kapal bentuk ba#an kapal #iusahakan mempun+ai tahanan kapal +ang ren#ah bila kapal bergerak #iatas air. ,istem propulsor kapal >pen#orong mesin penggerak #an lambung kapal harus #iran'ang +ang paling eisien +aitu *umlah energi +ang #iperlukan untuk propulsi kapal harus seke'il mungkin tapi harus mampu memenuhi ke'epatan kapal ran'ang. Tahanan
Gambar 2.1. Ga+a +ang eker*a (a#a Kapal
4
Gerakan kapal #ibebani
Ga+a hi#rostatik +aitu massa kali per'epatan graitasi bumi
b.
Hambatan hi#rostatik
'.
&esultante ga+a hi#ro#inamik <$= +ang #i#esakkan oleh air pa#a kapal sebagai akibat gerakan mener*ang air tersebut. Ga+a $ #apat #iuraikan #alam 2 <#ua= C komponen ga+a angkat <= #an komponen tahanan
#.
Ga+a #orong
Ga+a4ga+a tersebut #iatas timbul akibat a#an+a C a. Ke'epatan kapal <= relati terha#ap air #an u#ara atau +ang #ilintasi oleh kapal tersebut. b. Ga+a gra7itasi bumi +ang beker*a baik pa#a kapal maupun pa#a air +ang #ibebani oleh kapal itu. '. "ksi +ang #ilakukan pen#orong kapal <(ropeller=. (a#a #asarn+a tahanan kapal #ibagi men*a#i #ua +aitu tahanan +ang bera#a #i atas permukaan air #an tahanan +ang berasal #ari ba?ah permukaan air. Tahanan +ang #i atas permukaan air a#alah +ang beker*a pa#a bagian ba#an kapal +ang kelihatan #i atas permuakaan air #isini pengaruh a#an+a u#ara +ang mengakibatkan timbuln+a hambatan.
5
2. RUMUSAN MASALAH
Dari uraian latar belakang #i atas maka rumusan masalah #alam penulisan makalah ini a#alah : a. Mahasis?a mengetahui #an #apat men*elaskan Hambatan iskositas. b. Mahasis?a mengetahui proses u*i las #engan Hambatan iskositas. '. Mahasis?a mengetahui alat #an bahan pa#a saa t u*i las ltrasoni' Te.
3. SASARAN DAN TUJUAN
,asaran #ari pen+usunan makalah ini a#alah praktisi pen#i#ikan khususn+a bagi praktisi pen#i#ikan luar biasa. ,e#angkan tu*uan #ari pen+usunan makalah ini antara lain : a. Mengetahui kegunaan #an pengertian Hambatan 7iskositas b. Mengetahui 'ara menghitung Hambatan 7iskositas . Memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Hambatan Kapal
6
BAB II PEMBAHASAN
A. D!"!#$%$ Ha&ba'a# V$%()%$'a% Kekentalan a#alah siat #ari suatu %at 'air <lui#a= #isebabkan a#an+a
gesekan antara molekul4molekul %at 'air #engan ga+a kohesi pa#a %at 'air tersebut. Gesekan4gesekan inilah +ang menghambat aliran % at 'air. esarn+a kekentalan %at 'air <7iskositas= #in+atakan #engan suatu bilangan +ang menentukan kekentalan suatu %at
'air. Hukum 7iskositas e?ton
men+atakan bah?a untuk la*u perubahan bentuk su#ut lui#a +ang tertentu maka tegangan geser berban#ing lurus #engan 7iskositas ,uatu %at memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu pa#atan +ang #imasukkan ke#alamn+a men#apat ga+a tekanan +ang #iakibatkan peristi?a gesekan antara permukaan pa#atan tersebut #engan %at 'air. ,ebagai 'ontoh apabila kita memasukkan sebuah bola ke'il ke#alam %at 'air terlihatlah batu tersebut mula4mula turun #engan 'epat kemu#ian melambat hingga akhirn+a sampai #i#asar %at 'air. ola ke'il tersebut pa#a saat tertentu mengalami se*umlah perlambatan hingga men'apai gerak lurus beraturan. Gerakan bola ke'il men*elaskan bah?a a#an+a suatu kemampuan +ang #imiliki suatu %at 'air sehingga ke'epatan bola berubah. Mula4mula akan mengalami per'epatan +ang #ikarenakan ga+a beratn+a tetapi #engan siat kekentalan 'airan maka besarn+a per'epatann+a akan semakin berkurang #an akhirn+a nol. (a#a saat tersebut ke'epatan bola tetap #an #isebut ke'epatan terminal. Hambatan4hambatan #inamakan sebagai kekentalan <7iskositas=. "kibaat 7iskositas %at 'air itulah +ang men+ebabkan ter*a#in+a perubahan +ang 'ukup #rasti' terha#ap ke'epatan batu. "liran 7iskos #alam berbagai masalah keteknikan pengaruh 7iskositas pa#a aliran a#alah ke'il #an #engan #emikian #iabaikan. ;airan kemu#ian #in+atakan sebagai ti#ak kental
7
ke#alam %at 'air a#a tiga kemungkinan +aitu tenggelam mela+ang #an terapung. Oleh kaarena itu per'obaan ini #ilakukan agar praktikan #apat mengukur 7iskositas berbagai *enis %at 'air. Karena semakin besar nilai 7iskositas #ari larutan maka tingkat kekentalan larutan tersebut semakin besar pula. iskositas suatu %at 'airan murni atau larutan merupakan in#eks hambatan aliran 'airan. iskositas #apat #iukur #engan mengukur la*u a liran 'airan +ang melalui tabung berbentuk silin#er. ;ara ini merupakan salah satu 'ara +ang paling mu#ah #an #apat #igunakan baik untuk 'airan maupun gas <ir# 1993=. iskositas a#alah in#eks hambatan aliran 'airan. iskositas #apat #iukur #engan mengukur la*u aliran 'airan +ang melalui tabung berbentuk silin#er. iskositas ini *uga #isebut sebagai kekentalan suatu %at. Eumlah 7olume 'airan +ang mengalir melalui pipa per satuan ?aktu. v t
F t p
=
π Pt R 8 ηL
4
7iskositas 'airan total 7olume 'airan ?aktu +ang #ibutuhkan untuk men'air tekanan +ang beker*a pa#a 'airan pan*ang Kapal <ir# 1993=.
Makin kental suatu 'airan makin besar ga+a +ang #ibutuhkan untuk membuatn+a mengalir pa#a ke'epatan tertentu. iskositas #isperse koloi# #ipengaruhi oleh bentuk partikel #ari ase #isperse #engan 7iskositas ren#ah se#ang s+stem #isperse +ang mengan#ung koloi#4koloi# linier 7iskositasn+a lebih tinggi. Hubungan antara bentuk #an 7iskositas merupakan releksi #era*at sol7asi #ari partikel <&espati 191=. ila 7iskositas gas meningkat #engan naikn+a temperature maka 7iskositas 'airan *ustru akan menurun *ika temperature #inaikkan. $lui#itas #ari suatu 'airan +ang merupakan kelebihan #ari 7iskositas akan meningkat #engan makin tinggin+a temperature <ir#1993=. .
H*(*& S')(!% +a# K!!,a'a# T!-&$#a
8
iskositas a#alah ukuran hambatan aliran +ang #itimbulkan lui#a bila ui#a tersebut mengalami tegangan geser.iasan+a #iterima sebagai kekentalan
atau
penolakan
terha#ap
penuangan.
iskositas
menggambarkan penolakan #alam lui#a kepa#a aliran #an #apat #ipikir sebagai sebuah 'ara untuk mengukur gesekan lui#a. "ir memiliki 7iskositas ren#ah se#angkan min+ak sa+ur memiliki 7iskositas tinggi. esar ga+a $ +ang #iperlukan untuk menggerakkan suatu lapisan lui#a #engan kela*uan tetap 7 untuk luas " #an letakn+a pa#a *arak + #ari suatu permukaan +ang ti#ak bergerak#in+atakan oleh (enurunan &umus $ J "7>+ Keterangan: J
koeisien 7iskositas
"7
besar ga+a +ang #iperlukan untuk menggerakkan suatu lapisan lui#a
+
letak sesuatu #ari permukaan +ang ti#ak bergerak
,atuann+a kg m 41 s41
H*(*& S')(!% *#'*( F*$+a K!#'a
iskositas #alam aliran lui#a kental sama sa*a #engan gesekan pa#a gerak ben#a pa#at. ntuk lui#a i#eal7iskositas J 0sehingga kita selalu menganggap bah?a ben#a +ang bergerak #alam lui#a i#eal ti#ak mengalami gesekan +ang #isebabkan oleh lui#a."kan tetapibila ben#a tersebut bergerak #engan kela*uan tertentu #alam lui#a kentalmaka ben#a tersebut akan #ihambat gerakn+a oleh ga+a gesekan lui#a pa#a ben#a tersebut.esar ga+a gesekan lui#a telah #irumuskan oleh persamaan sebagai berikut: (enurunan rumus hukum stokes
$ J "7 " J 7 k J 7 > + +
9
Dengan memasukkan nilai k ini ke #alam (ersamaan #i atas #apat #iperoleh: $ 8Jr7
K!!,a'a# T!-&$#a
(a#a suatu ben#a +ang *atuh bebas #alam lui#a kentalselama gerakn+apa#a ben#a tersebut beker*a tiga buah ga+a +aitu ga+a berat ? mg ga+a ke atas +ang #iker*akan lui#a $.,eperti telah #in+atakan ben#a akan bergerak makin 'epat sampai men'apai ke'epatan terminal +ang konstan.(a#a saat ke'epatan terminal t ter'apaiga+a4ga+a +ang beker*a pa#a ben#a a#alah seimbang. (enurunan rumus ke'epatan terminal #alam lui#a kental T g b <( b L ( = > 8 J r
ntuk ben#a berbentuk bola #engan *ari4*ari r7olume ben#a b r3 Ke'epatan terminal #alam lui#a kental T 2 r2 g < (b L ( = > 9 J /. Ha&ba'a# T!(a#a# V$%()%$'a% R$% Pa+a Ka,a
Hambatan 7iskositas merupakan hambatan +ang ter*a#i karenaa#an+a eek 7iskositas lui#a."rtin+a setiap lui#a akan menghasilkan hambatan saat lui#a tersebut bergerak ataupun saat sebuah ben#a lain bergerak mela?an arah aliran lui#a. esarn+a hambatan akan berban#ing lurus #engan luas penampang ben#a +ang bersentuhan #engan lui#a.
Hal4 hal +ang mempengaruhi hambatan tekanan 7iskositas +aitu: a. -," atau luas permukaan basah lambung kapal b. Ke'epatan kapal '. Massa *enis lui#a #. Koeisien hambatan tekanan 7iskositas
10
e. Kekentalan lui#a +ang menekan lambung kapal &umus hambatan tekanan 7iskositas:
Rvis
1 =
2
ρ .Cvis .s .v
2
Dimana: &7is hambatan tekanan 7iskositas ;7is koeisien hambatan tekanan 7iskositas ρ massa *enis lui#a
s luas permukaan basah kapal 7 ke'epatan kapal P!#a-*4 4a&ba'a# '!(a#a# $%()%$'a% ,a+a (a,a5
Hambatan tekanan 7iskositas mempengaruhi gerak kapal #imana kapal akan mengalami tahanan atau hambatan #ari air laut sehingga memperlambat la*u pergerakan kapal. "ir laut akan menekan ba#an kapal se'ara tegak lurus #isebut ga+a normal. "#a pula ga+a +ang men+inggung ba#an kapal sehingga la*u kapal semakin menurun. Oleh sebab ga+a4 ga+a +ang menghambat tersebut maka kapal memerlukan #a+a +ang lebih besar untuk mengatasi hambatan tekanan 7iskositas. "pabila bentuk ba#an kapal sangat besar maka gerak kapal akan semakin lambat karena tahanan +ang #iterima oleh ba#an kapal *uga akan semakin besar.
•
;ara mengatasi hambatan tekanan 7iskositas +ang ter*a#i pa#a kapal: a. Men#esain lambung kapal +ang ramping #engan ;b +ang ke'il. b. Men#esain bagian haluan #an buritan +ang tenggelam #i #alam air men*a#i lan'ip atau merun'ing.
11
'. Memperke'il kekasaran lambung terutama bagian lambung +ang mengalami persambungan pelat. #. Men#esain lambung kapal +ang streamline sehingga aliran4 aliran lui#a +ang terbentuk teratur #isekitar lambung #an ti#ak menimbulkan aliran turbulen.
(erhitungan hambatan bentuk atau 7iskositas menggunakan perhitungan bilangan &e+nol#s +aitu : #imana :
Re=
v 0. x
ν
7s
ke'epatan lui#a
pan*ang karakteristik
7iskositas absolut lui#a #inamis
N
7iskositas kinematik lui#a: N >
kerapatan <#ensitas= lui#a.
BAB III PENUTUP
" A#a$%a +a# K!%$&,*a#
12
•
iskositas a#alah ukuran hambatan aliran +ang #itimbulkan lui#a bila ui#a tersebut mengalami tegangan geser.iasan+a #iterima sebagai
•
kekentalan Hambatan tekanan 7iskositas mempengaruhi gerak kapal #imana kapal akan mengalami tahanan atau hambatan #ari air laut sehingga
•
memperlambat la*u pergerakan kapal Tahanan
DAFTAR PUSTAKA
https:>>???.a'a#emia.e#u>)123)>I,KO,IT",PI https:>>lin#aa7i'hiena.?or#press.'om>2013>12>22>7iskositas4#an4salinitas>
13
https:>>???.a'a#emia.e#u>12218)3>,HI(P&Q,I,T";QPH"M"T"PK"(" P https:>>'+berships.iles.?or#press.'om>2009>0!>bab434hambatanpropulsi4motor4 in#uk.p# http:>>hil#a+uaul.?eebl+.'om>blog>lui#a4#inamis
14
