Side (Bow/Stern) Thruster Dengan Tegangan 3.300V

Side thruster adalah perangkat pendorong melintang di haluan (bow thruster) dan/atau buritan (stern thruster) untuk membantu manuver kecepatan rendah untuk kepentingan sandar (berthing), tinggalkan dermaga (un-berthing), koreksi posisi saat angin/arusan kuat, dan dynamic positioning (jika ada).

Diatas kapal, side thruster digerakkan menggunakan beberapa jenis sumber prime-mover. Diantaranya adalah,

• Direct diesel engine. Menggunakan mesin independen yang digunakan unt menggerakkan motor thruster.
• Hydraulic. Menggunakan sistem penggerak hidrolis yang umumnya digunakan untuk unit dimensi kecil - menengah dengan respons yang cepat.
• Electric low voltage (400-690V).
• Electric medium voltage (3.300 V - 6.600 V).

Penggunaan tegangan medium sebagai penggerak thruster diatas kapal memiliki beberapa alasan sebagai berikut,

1. Thruster memiliki daya output yang besar. Sehingga memerlukan input tegangan yang cukup besar.
2. Dengan tegangan yang lebih tinggi, maka arus yang melewati kabel penghantar menjadi lebih rendah. Karena menggunakan arus rendah, maka kebutuhan material kabel menggunakan penampang yang kecil.
3. Rugi daya menjadi lebih rendah. Dengan arus rendah, panas pada kabel akan semakin rendah. Kondisi ini memungkinkan efisiensi yang lebih tinggi.
4. Dengan tenganan 3.300V, meminimalkan kerugian tegangan di jalur kabel panjang. Posisi BT-ST jauh dari sumber power utama (engine room) membutuhkan kabel yang panjang. Dengan tegangan 3.300V maka akan meningkatkan efisiensi sistem transmisi daya dari alternator ke motor penggerak thruster.

Perhitungan dibawah ini adalah contoh perbandingan motor penggerak thruster sebesar 970 kW menggunakan tegangan 440 V (cos phi 0,9) dengan 3.300V (cos phi 0,95).

(Umumnya cos phi tegangan rendah 0,85 - 0,9 dan tegangan menengah cos phi 0,9 - 0,95)

I =  P / (V . √3 . Cos phi)

 

Pada tegangan 440V

I = 970.000 / (440 . √3 . 0,9)

I = 1.414,22 A

Pada tegangan 3.300V

I = 970.000 / (3300 . √3 . 0,95)

I = 178,63 A

Panel starter & indikator arus motor penggerak BT-ST. (Foto: Dokumentasi pribadi).

Continue

Slip Propeller

Dalam dunia pelayaran, efisiensi dan performa kapal sangat bergantung pada sistem propulsi, khususnya propeller (baling-baling). Salah satu fenomena penting yang harus dipahami dalam sistem propulsi adalah slip propeller.

Slip propeller ini bukan berarti propeller/baling-baling tergelincir secara fisik, tetapi pengertian slip pada propeller kapal adalah perbedaan antara kecepatan teoritis kapal (jika propeller mendorong kapal tanpa kehilangan energi) dan kecepatan aktual kapal di air.

Slip propeller menjadi indikator penting dalam menganalisis efisiensi kerja propeller dan performa kapal secara keseluruhan.

1.    Apparent slip (slip semu).

Mengacu pada selisih teoritis dan kecepatan nyata tanpa memperhitungkan efek arus atau angin. Ini adalah bentuk slip yang paling umum dihitung secara manual.

2.    True slip (slip nyata).

Mengoreksi apparent slip dengan mempertimbangkan efek kecepatan relatif air terhadap kapal, seperti arus atau hambatan.

Interpretasi nilai slip,

•          Slip positif (normal): artinya kapal bergerak lebih lambat dari perhitungan teoritis → normal karena selalu ada hambatan.

•          Slip 0% atau mendekati nol: teoritis dan nyatanya hampir sama → jarang terjadi karena selalu ada loss (kehilangan).

•          Slip negatif: kapal tampak bergerak lebih cepat dari pitch teoritis propeller → bisa karena arus kuat dari belakang (favorable current) atau kesalahan perhitungan.

Faktor yang mempengaruhi slip propeller

•          Desain propeller (jumlah daun, pitch, diameter).

•          Beban kapal.

•          Kondisi permukaan lambung kapal (fouling, kerak serta terintip dari tiram).

•          Kondisi laut dan arus.

•          Kondisi mesin utama (tenaga output vs kecepatan kapal).

•          Kecepatan putar propeller.

Dampak slip terhadap operasional kapal

1. Efisiensi bahan bakar: slip tinggi menunjukkan banyak energi terbuang → konsumsi bbm meningkat.
2. Indikator kerusakan atau fouling: slip meningkat bisa menjadi tanda adanya kerusakan propeller, kerak pada lambung, atau gangguan pada sistem mesin.
3. Perencanaan perawatan (maintenance): monitoring slip secara rutin dapat menjadi indikator perlunya dry docking, propeller polishing, atau perbaikan sistem propulsi.
4. Efisiensi ekonomi pelayaran: slip yang optimal menjaga performa kapal dan mendukung profitabilitas karena berbanding lurus dengan waktu tempuh dan konsumsi bbm.

Cara mengurangi slip propeller

• Desain propeller yang tepat (pitch dan diameter disesuaikan dengan karakter kapal).
• Perawatan rutin lambung dan propeller (membersihkan fouling).
• Menghindari overloading kapal.
• Menjaga efisiensi mesin utama.
• Pemilihan kecepatan jelajah yang sesuai (economic speed).

Secara matematis, slip propeller dengan rentang waktu tertentu dihitung dengan rumusan sebagai berikut,

Slip                      = (Teorical distance - Actual distance) / Teotical distance x 100%

                            =  ((Pitch x rpm x waktu) - Actual distance) / (Pitch x rpm x waktu) x 100%

Dimana,

Pitch propeller dalam satuan meter.

Rpm mesin dalam satuan per-menit.

Waktu dalam satuan menit.

Jarak dalam satuan meter. (nmile →meter).

Selain menggunakan rumusan jarak diatas, perhitungan slip juga dapat dilakukan menggunakan kalkulasi speed. Dengan menggunakan elemen ini, untuk memudahkan perhitungan, harus dilakukan dengan satuan yang sama.

Slip                      = (Teorical speed - Actual speed) / (Teorical speed) x 100%

                            =  ((Pitch x Putaran mesin) - Actual speed) / (Pitch x Putaran mesin) x 100%

Konversikan semua satuan menjadi meter dan second.

Slip propeller adalah parameter penting dalam menilai efisiensi sistem propulsi kapal. Meskipun slip tidak bisa dihilangkan sepenuhnya, pemantauan dan pengelolaan slip yang baik dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar, mengurangi biaya operasional, dan memperpanjang umur komponen mesin serta propeller. Pemahaman tentang slip tidak hanya penting bagi perwira mesin, tetapi juga bagi pemilik kapal dan operator dalam membuat keputusan strategis mengenai perawatan dan operasional kapal.

Continue

Thermal Efficiency & Mechanical Efficiency

Panas yang dihasilkan dari langkah pembakaran mesin, tidak sepenuhnya disalurkan menjadi tenaga. Secara teoritis, terdapat beberapa kerugian panas yang hilang sebelum dinyatakan utuh menjadi engine power.

Efisiensi panas (thermal efficiency) adalah ukuran utama dalam menilai kinerja keseluruhan dari suatu mesin, khususnya mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) seperti mesin diesel dan turbin gas. Efisiensi ini menunjukkan seberapa besar energi panas dari bahan bakar yang berhasil dikonversikan menjadi power yang berguna.

Secara teoritis, berikut ini adalah perhitungan efisiensi thermis mesin

Thμ = Panas yang dikonversi menjadi tenaga / Total panas pembakaran mesin

Thμ= (3600 x N) / (M x K)

N : Power output dalam KW

M : Massa BBM yang digunakan perjam dalam kg.

K : Nilai kalori BBM dalam kJ/kg

Sebagai contoh perhitungan efisiensi thermis,

Suatu mesin diesel memiliki brake output power sebesar 10.000kW. Selama satu jam menggunakan BBM sebesar 2.000 kg perjam dengan nilai kalori 42.000kJ/kg.

Thμ = (3600 x 10000) / (2000 x 42000) x 100% = 42.9%

Sebagai contoh, gambar dibawah ini adalah rincian penggunaan panas hasil pembakaran yang diuraikan dalam sankey diagram dibawah ini.

Efisiensi mekanis adalah besarnya perbandingan antara tenaga mesin yang diukur pada crankshaft (brake horse power) dengan tenaga indikator yang dihasilkan pada silinder (indicated horse power).

Secara teoritis dapat dituliskan dengan rumusan berikut ini,

Mech. Eff = (Brake horse power) / (Indicated horse power) x 100%

Brake horse power pada mesin diukur menggunkakan torsion-meter yang terpasang pada shaft. Sedangkan indicated horse power diukur menggunakan perhitungan matematis dengan unsur tekanan indikator, cylinder bore, cylinder stroke, putaran mesin dan jumlah silinder.

Hal yang sangat mempengaruhi nilai efisiensi mekanis mesin adalah,

-            Besarnya nilai pembakaran dalam silinder mesin.

-            Gesekan antar komponen yang bergerak. Semakin besar gesekan pada mesin, maka akan semakin besar energi yang hilang.

-            Bahan dan konstruksi mesin.

-            Pelumas. Jenis dan kualitas minyak lumas.

Continue

e-book Buku ITEK

Buku Ilmu Terapan Engineer Kapal merupakan salah satu buku yang berisikan pengetahuan dan pengalaman kerja penulis. 

Versi cetak disini.

Versi e-book disini.

Terdapat beberapa kelebihan buku ini sehingga layak untuk dimiliki oleh para engineer onboard, perwira siswa maupun para taruna sekolah pelayaran. Beberapa keunggulan buku ini adalah,

• Buku sudah mendapatkan _International Book Standart Number (ISBN)_ dari perpustakaan nasional.
• Berisikan tentang hal teknis permesinan mulai dari dasar teori, penjelasan cara kerja dan contoh trouble shooting.
• Contoh perhitungan pemakaian bahan bakar pada kecepatan, displacement dan beban mesin yang berbeda.
• Artikel "quick share" pengetahuan bergambar yg disampaiakan dg kalimat yg singkat, padat jelas dan mudah dimengerti.
• Pengetahuan dasar non teknis tentang ISM code, pengetahuan dasar ke-nautika-an, pemahaman tentang "salvage" penyelamatan dilaut dll.
• Tersedia di marketplace (shopee, tokopedia, bukalapak).

Continue

Unit of Measurement

Dalam melakukan perhitungan menggunakan rumus pembakaran dalam memantau engine performance, diperlukan penyertaan satuan ukur yang akan menegaskan perhitungan yang dimaksud. Beberapa satuan dan konfersinya yang umum digunakan diatas kapal diantaranya adalah sebagai berikut.

Panal indikator alarm yang terpasang pada engine control room. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Continue

Rumus Pembakaran

Dalam operasional mesin, engine performance menjadi satu hal yang sangat penting untuk diperhatikan dalam rangka menjamin output power yang diharapkan dari operasional mesin itu sendiri. Selain melalui instrumen dan alat ujur yang terpasang pada mesin, ada beberapa dimensi mesin yang dapat digunakan sebagai unsur pengukuran performance.

Beberapa rumus pembakaran pada mesin yang dapat digunakan sebagai inidkator performance mesin diantaranya adalah sebagaimana terlampir dibawah ini.

Indikator temperatur didalam engine control room sebagai salah sarana untuk memantau pembakaran dalam silinder. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Continue

Perhitungan Hukum Ohm & Rangkaian Resistor (Part 2)

Berikut ini adalah satu contoh sederhana tentang perhitungan kelistrikan yang menggunakan dasar hukum ohm dan perhitungan rangkaian resistor. 

Sebuah contoh soal dengan ilustrasi gambar dibawah ini menunjukkan nilai tahanan dan tegangan sebagai berikut.

R1 = 1 ohm

R2 = 3 ohm

R3 = 3 ohm

R4 = 5 ohm

R5 = 8 ohm

V = 24 V

Ditanyakan tegangan dan arus yang melewati masing - masing resistor.

Jawab:

Continue

Prefix Satuan Internasional

 

Prefix satuan internasional (SI)

Continue

Perbandingan Antara Tenaga Dengan Putaran Mesin

Diagram diatas menggambarkan perbandingan antara power output dengan putaran mesin. Perbandingan tersebut memiliki kaitan yang erat dengan rumus perhitungan pemakaian bahan bakar.

Continue

Berat Jenis dan Temperatur Berbeda Dalam Tangki Yang Sama

Dalam prakteknya dilapangan, tidak jarang dalam penerimaan bahan bakar akan didapatkan karakter bahan bakar yang berbeda dengan bahan bakar yang telah tersimpan dalam tangki kapal. Karaktrtistik bahan bakar yang berbeda tentunya akan mempengaruhi kalkulasi bahan bakar yang diterima maupun yang akan dikonsumsi oleh mesin.

Engine control room dan kelengkapannya. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Berat jenis dan temperatur bahan bakar menjadi dua unsur yang sangat sering ditemukan perbedaan pada saat penerimaan bahan bakar (terlebih apabila proses bunker dilakukan pada negara yang berbeda). Perbedaan berat jenis dan temperatur antara bahan bakar yang telah tersimpan dalam tangki kapal dengan bahan bakar yang akan diterima harus diperhitungkan dengan baik untuk mendapatkan nilai berat jenis dan temperatur bahan bakar "baru" yang akan tercampur.

Sebagai contoh.

Diatas kapal tersimpan bahan bakar sebanyak 200 KL dengan berat jenis 0.985 dan temperatur 30°C. Akan dilakukan penambahan sebanyak 1000 KL dengan berat jenis 0.975 pada temperatur 25°C. Berapakah berat jenis dan temperatur bahan bakar yang tersimpan dalam tangki kapal?

Perhitungan berat jenis

{(Volume lama × B.J lama) + (Volume baru × B.J baru)} / (volume lama + volume baru)

{(200 × 0.985) + (1000 × 0.975)} / (200 + 1000)

1172 / 1200 = 0.9707

Perhitungan temperatur

{(Volume lama × temp.lama) + (volume baru × temp.baru)} / (volume lama + volume baru)

{(200 × 30) + (1000 × 25)} / (200 + 1000)

31000 / 1200 = 25.83°C

Continue

Conversion Table

Konversi satuan disajikan dalam bentuk tabel.

Continue

Memahami istilah "ppm"

Dalam bekerja diatas kapal, sering ditemukan beberpa istilah asing yang terkadang jarang kita dengar. Tentunya dengan istilah-istilah baru yang "asing" ditelinga kita setidaknya menjadi motivasi bagi kita untuk mempelajari artinya.

Istilah "ppm" sangat sering kita jumpao diatas kapal. Misal, saat pengoperasian OWS, pemeriksaan kimiawi air pendingin, pemeriksaan air boiler dan lainya.

Istilah "ppm" merupakan akronim dari parts per milion. Secara harfiah, apabila diterjemahkan dalam bahasa Indonesia maka kurang lebih artinya adalah bagian per juta. Penggunaan istilah "ppm" sangat identik dengan unsur campuran (bersifat homogen atau heterogen) pada dua jenis zat atau lebih. 

Arti "ppm" apabila diterjemahkan adalah konsentrasi suatu zat yang terkandung  dalam suatu campuran dengan satuan juta.

Secara matematis, dapat dituliskan 1/1.000.000 atau 0,000001 satuan.

Misalnya, 

Setelah melewati OWS, kandungan minyak dalam air yang boleh dibuang kelaut maksimal adalah 15 ppm.

Nilai 15 ppm ini berarti,

• 15 liter minyak dalam 1.000.000 liter air, atau
• 15 liter minyak dalam 1.000 KL (1KL = 1.000 L), atau
• Disederhanakan menjadi 15 ml minyak dalam 1.000.000 ml air. Karena  1.000.000 ml = 1 KL maka penulisannya dapat disederhanakan menjadi 15 ml minyak dalam 1 KL air.

OWS diatas kapal. Minyak diijinkan secara langsung dibuang kelaut dengan kadar maksimal 15ppm. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

 

Continue