固液相变过程具有能量密度高、温度变化小的优点,在热能相关的工业生产中有广泛应用,其中最为常见的便是新能源能量的转化、存储与回收过程。二元硝酸盐既是太阳能热发电技术的重要传热工质,也是潜在的相变储热材料。正确理解其固液相变过程中的传热、流动及相界面迁移机理对于储热系统性能提升具有基础性意义。本文针对太阳盐（60wt%NaNO3-40wt%KNO3）,通过可视化实验及数值模拟的方法,研究了其在方腔中的自然对流熔化过程。首先,使用熔融法制备了太阳盐,通过DSC测试确定了太阳盐的热物性参数。随后,实验研究了自然对流影响下方腔中不同高度的太阳盐在不同壁温条件下的熔化过程,分析了温度场的分布规律以及相界面形状和位置的演化规律,通过参数无量纲化分析了液体体积分数的变化规律。最后,以实验结果为基础,建立了太阳盐熔化过程的焓法模型,通过讨论不同糊状区常数对熔化过程的影响确定了与实验结果吻合度最高的模型参数,进而分析了熔化过程中自然对流的发展与液相中的温度和流动分布的关系。研究发现,在自然对流的影响下,液相中存在一个顺时针旋转的主对流涡,将从壁面输入的热量源源不断地带往顶部,从而使得液相中温度呈现明显的分层现象,相界面以非线性方式迁移,顶部的界面移动速度要远大于底部。加热壁温的提高与熔盐高宽比的增大对熔化过程均有一定的促进作用,其增强机理分别为提高流体的温度与延长流体与壁面和固液界面的热交换时间,提高壁温的强化效果要强于提高熔盐高度。凝固过程中存在固体收缩现象,这会造成熔盐内部产生部分空腔,影响了下次熔化实验部分温度测点测量结果的准确性。通过分析熔盐水平中线不同位置处的界面经过时的温升速率与距离加热壁面的远近发现,相界面在推进过程中,其移动速率呈指数方式递减。利用实验结果建立了无量纲数Ste、Fo、Ra和A与熔融液体体积分数f之间的关系式。增大糊状区常数会抑制液相中流体的流动速度,使得熔化过程受阻,Amush从10~5增大到10~8的过程中,液相中的流动速度减小了 45.65%,完全熔化时间增加了 161.29%。当Amush=5×10~7时,模拟结果与实验结果获得了最佳的吻合度。本文的研究结果对固液相变模型的中高温实验数据起到了补充和完善的作用。