Teori elemen daun propeller kapal

Teori elemen daun memakai cara penjumlahan gaya-gaya dan momen-momen yang timbul pada setiap potongan melintang daun (aerofil) sepanjang radius baling-baling. Sebuah daun propeller yang dipotong membentuk aerofil ini bergerak diair dengan kecepatan V dengan suatu sudut pengaruh terhadap arah geraknya.

Pada permukaan punggung aerofil tekananya rendah , sedang pada bagaian bawah aerofil tekananya tinggi . Akibatnya timbul efek isapan kearah pungung aerofil. Resultan dari gaya-gaya tekanan iniadalah Fn. Akibat gesekan , muncul pula gaya Ft. Resultan dari gaya Ft dan Fn  adalah F. Arah Ft tegak lurus terhadap permukaan kerja aerofil sedang arah Ft tegak lurus arah Fn.

Gaya F diurai menjadi lift tegak lurus ( gaya angkat ) dan drag ( gaya penahan ). Arah lift tegak lurus dengan arah gerak aerofil sedang  sedang arah drag tegak lurus terhadap arah lift. Besarnya lift dan drag propeller dinyatakan sebagai berikut :

Lift : dL     = C1 ½p V 2  dA
Drag : dD  =  Cd . ½p   V
Diaman    :
C1     =    Koefisien lift ; CD  = Koefisien Drag;
Cd    =    densitas fluida ; V  =Kecepatan aliran fluida ;
A    =    Luas daerah permukaan aerofil

Kemudian lift dan drag diuraikan kearah tranlasi ( ke arah maju kapal dan kearah tegak lurus terhadap arah maju kapal ) menimbulkan gaya dorong / thrust ( sesuai arah maju kapal ) dan gaya torsi / torque ( arahnya tegak lurus arah gerak maju kapal ).

Besarnya thrust dan torque propeller dinyatakan sebagai berikut :
DT    = dL . cos B – dD . sin B
DQ    = (dL . sin B + dD . cos B ) r
Thrust    : T = Z S R rH dQ . dR
Torque : Q = Z S R rH dQ . dR
T    = thrust / gaya dorong ; Q = Torsi / Torque
Z    = Jumlah daun baling-baling ; R = jari-jari propeller
r    = jari-jari propeller sampai pada penampang yang ditinjau
rH    = jari-jari hub

Hal-hal yang harus dipelajari dan diperkirakan dengan sebaik-baiknya untuk memperhitungkan besar thrust dan torqoe dengan sempurna adalah Air yang melalui aerofil (sebagai bagaian dari baling – baling ) telah mendapatkan percepatan seperti telah diterangkan pada teori momentum.

Source: sangrajalaut.wordpress.com

Read More :