Studi Numerik Analisis Kebocoran Gas Buang (Co dan CO₂) pada Ruang Mesin Kapal Perang Jenis Landing Ship Tank (LST)

Khusna, Shafira Melati (2025) Studi Numerik Analisis Kebocoran Gas Buang (Co dan CO₂) pada Ruang Mesin Kapal Perang Jenis Landing Ship Tank (LST). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007201229-Undergraduate-Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (12MB) | Request a copy

Abstract

Kapal LST (Landing Ship Tank) merupakan jenis kapal Angkatan laut yang berfungsi sebagai berfungsi sebagai kapal angkut tank tempur utama milik TNI Angkatan Darat jenis Leopard dan Tank BMP 3F milik Marinir dalam suatu operasi amphibi (pendaratan). Paparan panas (heat exposure) yang berlebihan pada ruang mesin kapal KRI jenis Landing Ship Tank (LST) menyebabkan ketidaknyamanan pada awak kapal yang bekerja pada ruang. Kebocoran CO dan CO₂ dapat menyebabkan peningkatan suhu di ruang mesin, yang tidak hanya mempengaruhi kinerja mesin tetapi juga kondisi kerja yang aman bagi awak kapal. Perubahan suhu ini juga dapat berdampak pada tingkat kelembapan di ruang mesin. Kebocoran CO dan CO₂ menyebabkan awak kapal mengalami gangguan pernafasan, pusing, lemas, mual. Dampak yang paling parah jika lama terpapar karbon monoxida secara berlebihan akan mengakibatkan kematian. Tidak hanya dari sisi kesehatan, pada kinerja mesin Kebocoran gas buang hasil pembakaran (CO dan CO₂) dapat mengurangi efisiensi pembakaran pada mesin karena kedua gas ini dapat mengurangi konsentrasi oksigen yang tersedia untuk pembakaran. Hal ini dapat menyebabkan penurunan efisiensi mesin dan meningkatkan konsumsi bahan bakar. Dengan mempertimbangkan studi literatur yang telah disebutkan sebelumnya, studi numerik dalam penelitian ini menggunakan geometri ruang mesin KRI jenis LST. Penelitian ini menerapkan variasi beban mesin 50%, 75%, dan 100% untuk mengetahui persebaran dari carbon dioxida dan carbon monoxida yang mengalir pada ruang mesin kapal LST. Geometri ruangan yang di simulasikan menggunakan ANSYS Fluent 2019 ini berukuran 17.3m x 20.5m x 4.45m. Simulasi ini menggunakan dimensi 3D unsteady flow dengan model turbulensi k-ε realizable, 3-D unsteady. Penelitian ini menganalisis distribusi CO₂ dan CO di ruang mesin kapal LST pada beban mesin 50%, 75%, dan 100%. Pada beban penuh, konsentrasi CO₂ mencapai 23402.5 ppm dan CO sebesar 225 ppm, melebihi batas aman dengan risiko kesehatan serius seperti heat stress. Analisis streamline menunjukkan aliran sekunder yang menciptakan zona pusaran (recirculation zones), menyebabkan gas terperangkap lebih lama akibat sirkulasi udara yang tidak optimal. Kondisi ini meningkatkan konsentrasi gas di area kritis, terutama di dekat sumber kebocoran, sehingga awak kapal di area tersebut menghadapi paparan lebih tinggi. Penelitian ini menekankan pentingnya desain ventilasi yang optimal, pemantauan gas yang cermat, dan langkah mitigasi yang efektif untuk mengurangi risiko paparan gas beracun dan panas bagi keselamatan awak kapal.
================================================================================================================================
The LST (Landing Ship Tank) is a type of naval vessel designed to transport the main battle tanks of the Indonesian Army, such as the Leopard tank, and the Marine Corps' BMP 3F tanks during amphibious operations (landings). Excessive heat exposure in the engine room of KRI Landing Ship Tank (LST) class vessels causes discomfort for the crew working in the space. CO and CO₂ leaks can increase temperatures in the engine room, affecting not only engine performance but also safe working conditions for the crew. These temperature changes may also impact humidity levels in the engine room. CO and CO₂ leaks can cause respiratory problems, dizziness, fatigue, and nausea among the crew. Prolonged excessive exposure to carbon monoxide can result in fatal consequences. Beyond health impacts, CO and CO₂ leaks also reduce engine combustion efficiency, as these gases lower the oxygen concentration available for combustion. This can lead to decreased engine efficiency and increased fuel consumption. Based on the aforementioned literature, this numerical study utilizes the geometry of the KRI LST-class engine room. The study applies engine load variations of 50%, 75%, and 100%, respectively to analyze the distribution of carbon dioxide and carbon monoxide in the LST engine room. The simulated geometry, modeled using ANSYS Fluent 2019, measures 17.3 m x 20.5 m x 4.45 m. The simulation employs a 3D unsteady flow with a realizable k-ε turbulence model. This study analyzes the distribution of CO₂ and CO in the engine room of LST vessels at engine loads of 50%, 75%, and 100%, respectively. At full load, CO₂ concentration reaches 23402.5 ppm and CO reaches 225 ppm, exceeding safety thresholds and posing serious health risks, such as heat stress. Streamline analysis shows secondary flows creating recirculation zones, where gases remain trapped longer due to inefficient air circulation. This condition increases gas concentration in critical areas, particularly near the leak source, exposing crew in those areas to higher risks. This study emphasizes the importance of optimal ventilation design, accurate gas monitoring, and effective mitigation measures to minimize the risks of toxic gas and heat exposure for crew safety.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	CO, CO₂, Kebocoran, Kapal Landing Ship Tank CO, CO₂, Leakage, Ship Landing Ship Tanks
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ762.E93 Exhaust systems
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Shafira Melati Khusna
Date Deposited:	31 Jan 2025 07:09
Last Modified:	31 Jan 2025 07:09
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/117523

Actions (login required)

View Item