На самом деле все еще значительно сложнее. Вы так упростили задачу в описании патента, что она действительно свелась к учебнику 8 класса с задачей, где в "одну трубу втекает, а в другую вытекает". На самом деле тут и рэлей-тейлоровская неустойчивость, и распад струи, и турбулентность, и перемешивание и т.д. Это именно та задача для которой делают супер-компьютеры и разрабатывают новые численные методы. Именно тут идет борьба различных математических школ. Но успехов мало, мощностей компьютеров не хватает. Поэтому, возвращаясь к уже сказанному, - только эксперимент по измерению функции распределения частиц по размеру может дать точный ответ. А так, ИМХО, по грубой оценке, скорее всего в вашей геометрии улучшения не будет. Краска распыляться конечно будет, но скорее всего, не будет изменения функции распределения частиц с вашим устройством и без него.
Эксперимент совершенно необходим ! Без него поверить в ваше устройство сложно.