Eu encontrei a resposta, a razão que estava usando writev () ao usar um navegador da web foi porque o navegador enviou cabeçalhos solicitando gzip. Desativei o gzip no servidor e agora as imagens são enviadas usando sendfile () para wget, curl e navegadores. Missão cumprida!
#gzip on;
#gzip_comp_level 9;
#gzip_types *;