Tus ecuaciones están mal. La rama \ $ V_3 \ $ no se considera porque el conmutador está abierto. Si el conmutador estaba abierto, tendría 3 bucles en total y se dividiría \ $ I_1 \ $.
Siguiendo tus suposiciones sobre las corrientes:
$$ I_2 = I_1 + I_3 $$
Se puede obtener
\ $ I_1 \ $ ya que de alguna manera usted sabe que el voltaje en \ $ R_7 \ $ (de arriba a abajo) es de \ $ 15 V \ $.
$$ I_1 = 15/50 = 0.3 A $$
$$ I_2 = 0.3 + I_3 ............ (1) $$
La ecuación para el primer bucle es:
$$ - 20I_2 - V_2 - 75I_3 = 0 $$
$$ 20I_2 + V_2 = -75I_3 .......... (2) $$
La ecuación para el segundo bucle es:
$$ 80I_1 + V_2 + 20I_2 = 0 $$
$$ 24 + V_2 + 20I_2 = 0 $$
$$ 20I_2 + V_2 = -24 ............ (3) $$
Equating (2) y (3) da:
$$ - 24 = -75I_3 $$
$$ I_3 = 0.32 A $$
Desde (1):
$$ I_2 = 0.3 + 0.32 = 0.62 A $$
De (3):
$$ V_2 = -24 - 20I_2 = -24 - 12.4 = -36.4 V $$
Lo que significa que la polaridad de \ $ V_2 \ $ en tu esquema es al revés.