droge massa dok 3750 kg
dichtheid staal 8000 kg/m3
volume staal 0,47 m3
oppervlakte wanden 78 m2
0,47/78 dikte staal 6 mm, en kennelijk geen constructiemateriaal.
flimsy,
maar goed. dit betekent dat we een factor namelijk kunnen verwaarlozen, en dat is de hoeveelheid staal die tijdens het omhoogkomen geen water meer verplaatst.
totale inhoud per strekkende meter 78 m3, dat is 78000 kg water: dit betekent dat we een factor kunnen verwaarlozen, en dat is de opwaartse kracht op het staal dat zich onder het waterniveau bevindt. Het extra gewicht van de hoeveelheid staal die tijdens het omhoogkomen geen water meer verplaatst is dus verwaarloosbaar (invloed kleiner dan 1% op zijn slechtst)
De waterinhoud van de wanden is per verticale meter gerekend 4 m3.
Om 3750 kg drijfvermogen te leveren, zal het niveauverschil binnen-buiten dus 3,75/4 x 1 m = 0,94 m moeten zijn.
voor het gemak stel ik een meter waterkolom gelijk aan 10 kPa. Mijn waterkolom binnen in het dok zal dus ten allen tijde 0,94 m lager zijn dan buiten. Het verschil in hydrostatische druk: binnen zal dus altijd 9,4 kPa lager zijn dan buiten. Als je dus 40 kPa luchtdruk boven in je dok organiseert, is het drukverschil over de opening dus altijd 30,6 kPa.
Ht wordt een tikje anders zodra de binnenbodem van het dok boven water komt. Dan heb ik voor elke verticale meter lucht namelijk ineens een drijfvermogen van 15 m3 water.
Het niveauverschil tussen binnen en buiten zal dan nog slechts 3,75/15 * 1 m= 0,25 m bedragen. Dat betekent dat 2,5 kPa voldoende is voor het drijfvermogen, en dat er een drukverschil over je uitstroomopening van 37,5 kPa zal ontstaan, totdat er lucht door het gat naar buiten stroomt. Als je dok helemaal is leeggepompt, is de diepgang 25 cm.
Je uitstroomsnelheid is dus constante 1 tot het moment dat de binnenbodem droogvalt, en wordt een grotere constante 2 vanaf dat moment. De diepteligging van je dok is namelijk evenredig aan de waterverplaatsing. Verplaats jij water naar buiten, dan komt je dok evenredig omhoog.
Het sommetje wordt heel anders als je het volume van de dokconstructie niet meer mag verwaarlozen.
